CN110043360A - 用于废气门诊断的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供“用于废气门诊断的系统和方法”。提供了用于在车辆关闭状况期间诊断废气门阀的方法和系统。在一个示例中，所述发动机可以不加燃料反向旋转，并且可以估计经由进气歧管的气流并将所述气流与基线气流进行比较。可以基于所述进气气流与所述基线气流之间的所述比较来指示卡在打开的废气门阀。

Description

用于废气门诊断的系统和方法
技术领域
本说明书总体上涉及用于执行联接到排气涡轮的废气门通道的废气门阀的诊断的方法和系统。
背景技术
某些内燃发动机利用诸如涡轮增压器等压缩装置来增加发动机扭矩/功率输出密度。在一个示例中，涡轮增压器可以包括通过驱动轴连接的压缩机和涡轮，其中涡轮联接到排气歧管侧，而压缩机联接到发动机的进气歧管侧。通过这种方式，由排气驱动的涡轮向压缩机供应能量以增加进气歧管中的压力(例如，增压或增压压力)并增加进入发动机的气流。可以通过调整到达涡轮的气体量(例如通过废气门)来控制增压。可以基于工况来控制弹簧加载的废气门阀以实现期望的增压。废气门阀的弹簧可能随着时间而劣化，导致废气门阀卡在至少部分打开位置。部分卡在打开的废气门阀可以降低增压压力并对发动机排放产生不利影响。
Propernick在美国专利申请号20020148224中示出了一种用于诊断废气门阀操作的示例性方法。可以在发动机关闭状况期间执行包括废气门阀的涡轮增压器的部件的诊断。来自源的加压空气可以被输送到涡轮增压器，并且涡轮增压器内的空气压力可以经由压力计来估计。可以在施加压力下检测包括废气门阀的涡轮增压器系统中的任何泄漏。
然而，本文中的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，可能需要包括空气供应源、用于空气供应的导管和一个或多个压力计的附加部件来执行废气门的诊断，由此增加了成本和包装问题。
发明内容
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：通过将来自发动机的排气系统的气流通过废气门阀引导到所述发动机的进气口并将所述进气口中的所述气流与通过所述废气门阀进入所述发动机进气口的基线气流进行比较来测试所述废气门阀的劣化，所述废气门阀位于废气门通道中，所述废气门通道与位于所述排气系统中的涡轮并联联接。通过这种方式，通过在车辆点火开关关断状况期间将环境空气引导通过所述废气门阀，可以检测所述废气门阀的劣化。
在一个示例中，当所述发动机未操作时，可以在车辆点火开关关断状况期间适时地执行所述废气门阀的诊断程序。所述发动机可以是增压发动机，其包括涡轮驱动的进气压缩机和电驱动的进气压缩机(在本文也称为电池供电的电动增压器)，其选择性地操作以在增加扭矩需求期间提供附加的增压。在车辆关闭状况期间，所述废气门阀可以处于默认的关闭状况。所述发动机可以不加燃料反向旋转，并且所述电动增压器也反向旋转以从尾管吸入环境空气并经由所述排气涡轮将所述空气引导到所述进气歧管。可以经由歧管气流传感器估计所述进气气流并将所述进气气流与基线气流进行比较。在安装所述废气门阀时，可以通过反向旋转所述发动机、反向旋转所述电动增压器以及经由所述MAF传感器估计通过所述进气歧管的气流来获得所述基线气流。响应于所述进气气流高于所述基线气流，所述废气门阀可以被诊断为卡在至少部分打开位置。可以基于所述进气气流与所述基线气流之间的差来估计所述废气门阀的开度，所述开度随着所述进气气流与所述基线气流之间的差的增加而增加。在检测到所述废气门阀的劣化时，在紧接的后续发动机操作期间，可以调整所述电动增压器操作以考虑由于经由劣化的废气门阀的非期望的排气流引起的增压压力的损失。
通过这种方式，通过适时地使用现有的发动机部件(诸如电动增压器和歧管气流传感器)，可以降低或消除对用于诊断废气门阀的附加传感器和/或设备的需求。通过反向旋转所述发动机，可以利用排气压力的下降来吸入环境空气并执行废气门诊断。在发动机非燃烧状况期间使空气流过所述涡轮增压器的技术效果是，可以基于所述进气气流与所述基线气流之间的比较来确定所述劣化的废气门阀的打开量。通过识别所述废气门阀的劣化，可以在后续的发动机循环期间采取适当的缓解步骤以改进发动机性能。总之，通过定期监测所述废气门阀的健康状态，可以改进燃料效率和排放质量。
应当理解的是，上述发明内容的提供是为了以简易形式引入对在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或基本特征，该主题的范围是由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文提及或本公开的任何部分中的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示意性地示出了包括涡轮增压器的示例性车辆系统。
图2示出了根据本公开的实施例的电动废气门的示例。
图3示出了根据本公开的实施例的气动废气门的示例。
图4示意性地示出了示例性自主驾驶系统的框图。
图5A和图5B示意性地示出了示例性H桥电路，其可以用于使车辆发动机在向前方向或反向方向上旋转。
图6示出了示出用于诊断劣化的废气门阀的诊断程序的流程图。
图7示出了根据本公开的在发动机关闭状况期间废气门阀的示例性诊断。
具体实施方式
以下描述涉及用于诊断联接到包括在图1中所示的示例性发动机中的排气涡轮的废气门的系统和方法。废气门可以是如图2中所示的电动废气门或者是如图3中所示的气动废气门。在一些示例中，废气门诊断可以在自主车辆中执行，其中图4描绘了示例性自主车辆控制系统。在诊断期间，为了在向前方向和反向方向上不加燃料转动发动机，可以利用H桥电路，诸如在图5A至图5B中所描绘的H桥电路。在车辆点火开关关断状况期间，车辆的发动机控制器可以被配置为执行示例性程序以指示废气门阀的劣化。在示例中，可以执行图6中所示的诊断程序。图7示出了在车辆点火开关关断状况期间实现废气门诊断的示例性发动机操作。
图1示出了具有包括发动机10的示例性发动机系统100的车辆系统102的示意图101。在一个示例中，发动机系统100可以是柴油发动机系统。在另一个示例中，发动机系统100可以是汽油发动机系统。在所描绘的实施例中，发动机10是联接到涡轮增压器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，新鲜空气经由空气净化器112沿着进气道42引入发动机10，并且流到压缩机114。压缩机可以是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，压缩机是经由轴19机械地联接到涡轮116的涡轮增压器压缩机，该涡轮116通过发动机排气膨胀而驱动。
如图1中所示，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122。压缩空气充气从压缩机流过增压空气冷却器118和节气门20到达进气歧管122。在图1中所示的实施例中，歧管气流(MAF)传感器124感测通过进气歧管122的气流。可以经由进气温度(IAT)传感器51来估计进入进气道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可以联接到该入口以估计压缩机入口温度，而压力传感器56可以联接到该入口以估计压缩机入口压力。作为另一个示例，环境湿度传感器57可以联接到该入口以估计进入进气歧管的空气充气湿度。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状况(诸如湿度、温度、压力等)中的一个或多个。另外地，传感器可以估计包括新鲜空气、再循环压缩空气和在压缩机入口处接收的排气残余物的空气充气混合物的温度、压力、湿度和空燃比。
为了辅助涡轮增压器15，可以将附加的进气压缩机(在本文也称为电动增压器155)结合到车辆推进系统中。电动增压器155可以经由车载能量存储装置250供电，该车载能量存储装置可以包括电池、电容器、超级电容器等。电动增压器可以包括由电动马达驱动的压缩机。电动增压器的操作速度可以包括调整电动马达的操作速度，该电动马达经由车载能量存储装置250来操作。
在一个示例中，电动增压器155可以响应于增加车轮扭矩的需求而被致动，以便在涡轮增压器涡轮加速(spool up)的同时向发动机快速提供期望的增压空气。结果，可以满足增加扭矩而不会引起涡轮迟滞，否则如果来自电动增压器的辅助不可用则可能发生涡轮迟滞。在这样的示例中，响应于涡轮增压器加速达到阈值速度(例如70,000rpm)，电动增压器155可以被致动关闭或停用。更具体地，可以基于从车辆控制器(例如，控制器12)接收的命令信号(例如，占空比或脉冲宽度信号)来实现对电动增压器155的操作控制。例如，控制器可以向电动增压器致动器155b发送信号，该信号可以致动开启电动增压器。在另一个示例中，控制器可以向电动增压器致动器155b发送信号，该信号可以致动关闭电动增压器。在一个示例中，电动增压器致动器可以包括驱动空气压缩的电动马达。
电动增压器155可以位于第一电动增压器导管159a与第二电动增压器导管159b之间。第一电动增压器导管159a可以在电动增压器旁通阀161上游将进气道42流体地联接到电动增压器155。第二电动增压器导管159b可以在电动增压器旁通阀161下游将电动增压器155流体地联接到进气道42。作为示例，空气可以在电动增压器旁通阀161上游经由第一电动增压器导管159a被吸入电动增压器155，并且压缩空气可以离开电动增压器155并经由第二电动增压器导管在电动增压器旁通阀161下游被引导至进气道42。通过这种方式，压缩空气可以被引导到发动机进气口122。
在电动增压器155被激活以比单独依赖涡轮增压器15的情况下更快地提供增压的情况下，可以理解的是，电动增压器旁通阀161可以在电动增压器155被激活时被命令关闭。通过这种方式，进气可以流过涡轮增压器15并通过电动增压器155。一旦涡轮增压器达到阈值速度，就可以关闭电动增压器155，并且可以命令打开电动增压器旁通阀161。
废气门92可以联接到排气道104以调节流过涡轮的排气体积。废气门通道可以从涡轮116的上游到涡轮116的下游联接到排气道104，联接到废气门通道90的废气门阀可以经由排气涡轮116调节排气流量。废气门阀(致动器)91可以被致动打开以将至少一些排气压力经由废气门通道90从涡轮的上游排放到涡轮下游的位置。废气门阀91可以维持在默认关闭位置中以经由涡轮116引导排气。基于增压需求，控制器可以估计用于打开废气门阀91的压力设定点。如果涡轮上游的排气压力增加到高于设定点压力，则废气门阀91可以打开以将排气的至少一部分经由废气门通道90从涡轮116的上游引导到涡轮116的下游直到排气压力减小至设定点以下为止。通过降低涡轮上游的排气压力，可以降低涡轮速度，这继而有助于减少压缩机喘振。图2和图3示出了废气门92的示例性实施例。
当排气被引导通过废气门通道90时，随着时间的推移，碳烟和其他碳材料可以累积在废气门系统中。作为一个示例，废气门阀91可能变得充满积碳，这在一些示例中可能导致废气门阀91表现出劣化(例如，卡在至少部分打开位置)。在车辆点火开关关断状况期间，可以定期或适时地执行废气门阀91的诊断程序。发动机可以经由马达不加燃料反向旋转，并且电动增压器155也可以反向旋转以将来自排气系统的环境空气通过废气门阀91和涡轮116引导到发动机进气歧管122。可以经由歧管气流(MAF)传感器124估计进气歧管122中的气流，并可将该气流与基线气流进行比较。在车辆点火开关关断状况期间，当安装废气门阀91时，通过将环境空气引导通过废气门阀91同时反向旋转发动机和电动增压器155中的每一者，可以经由MAF传感器124建立基线气流。在车辆点火开关关断状况期间，废气门阀91可以维持在默认关闭位置中，并且整个体积的环境空气可以经由涡轮116从排气道104流到进气歧管122。如果废气门阀91劣化并且卡在打开位置，则气流可能增加，因为较小限制性流动路径(与涡轮116相比)可用于气流。响应于进气歧管122中的气流高于基线气流，可以指示废气门阀的劣化。可以响应于进气歧管122中的气流基本上等于基线气流(诸如在基线气流的5％以内)而指示废气门阀91未劣化。响应于指示废气门阀劣化，可以设定诊断代码，并且在紧接的后续发动机操作期间，可以调整电动增压器155的操作以补偿废气门阀的劣化。
进气歧管122通过一系列进气门(未示出)联接到一系列燃烧室30。燃烧室还经由一系列排气门(未示出)联接到排气歧管36。在所描绘的实施例中，示出了单个排气歧管36。然而，在其他实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管部分。具有多个排气歧管部分的配置可以使得来自不同燃烧室的流出物可以被引导至发动机系统中的不同位置。
在一个实施例中，排气门和进气门中的每一者可以是电子致动的或控制的。在另一个实施例中，排气门和进气门中的每一者可以是凸轮致动的或控制的。无论是电子致动的还是凸轮致动的，排气门和进气门打开和关闭的正时可以根据需要调整以达到期望的燃烧和排放控制性能。
燃烧室30可以经由喷射器66供应一种或多种燃料，诸如汽油、醇燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。可以经由直接喷射、进气道喷射、节气门体喷射或者它们的任何组合将燃料供应到燃烧室。在燃烧室中，可以经由火花点火和/或压缩点火来引发燃烧。
如图1中所示，来自一个或多个排气歧管部分的排气可以被引导至涡轮116以驱动涡轮。然后，来自涡轮和废气门的组合流流过排放控制装置170。在一个示例中，排放控制装置170可以是起燃催化剂。通常，排气后处理装置170被配置为催化处理排气流，且由此减少排气流中的一种或多种物质的量。例如，排气后处理装置170可以被配置为当排气流为稀时从排气流中捕集NOx，并且当排气流为浓时减少捕集的NOx。在其他示例中，排气后处理装置170可以被配置为使NOx不成比例或者借助还原剂来选择性地还原NOx。在又其他示例中，排气后处理装置170可以被配置为氧化排气流中的残余碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这种功能的不同排气后处理催化剂可以单独或一起设置在基面涂层中或排气后处理阶段的其他地方。在一些实施例中，排气后处理阶段可以包括可再生碳烟过滤器，其被配置为捕集和氧化排气流中的碳烟微粒。
排气再循环(EGR)输送通道180可以在涡轮116上游联接到排气道104以在压缩机114下游向发动机进气歧管提供高压EGR(HP-EGR)。EGR阀152可以在EGR通道180与进气道42的接合处联接到EGR通道180。可以打开EGR阀152以允许受控量的排气到达压缩机出口以获得期望的燃烧和排放控制性能。EGR阀152可以被配置为连续可变阀或开/关阀。在其他实施例中，发动机系统可以包括低压EGR(LP-EGR)流动路径，其中排气从涡轮116的下游抽出并再循环到压缩机114上游的发动机进气歧管。
多个其他传感器也可以联接到EGR通道180以用于提供关于EGR的组成和状况的细节。例如，可以提供温度传感器以用于确定EGR的温度，可以提供湿度传感器以用于确定EGR的湿度或含水量，并且可以提供空燃比传感器以用于估计EGR的空燃比。可选地，可以由联接到压缩机入口的一个或多个温度、压力、湿度和空燃比传感器来推断EGR状况。
包括排气温度传感器128、排气氧传感器、排气流传感器和排气压力传感器129的多个传感器可以联接到主排气道104。氧传感器可以是线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。
发动机系统100还可以包括控制系统14。控制系统14被示为从多个传感器16(其各种示例在本文描述)接收信息并将控制信号发送到多个致动器18(其各种示例在本文描述)。作为一个示例，传感器16可以包括位于涡轮116上游的排气传感器126、MAF传感器124、排气温度传感器128、排气压力传感器129、压缩机入口温度传感器55、压缩机入口压力传感器56、环境湿度传感器57、IAT传感器51、发动机冷却剂温度传感器和EGR传感器。其他传感器(诸如附加的压力、温度、空燃比和成分传感器)可以联接到发动机系统100中的各个位置。另外地，联接到车辆系统外部的传感器(诸如雨量传感器(挡风玻璃传感器)130)可以用于估计环境湿度。
致动器18可以包括例如电动增压器旁通阀161、节气门20、电动增压器致动器155b、EGR阀152、废气门阀91和燃料喷射器66。控制系统14可以包括控制器12。控制器12可以从各种传感器接收输入数据，处理输入数据，并响应于处理后的输入数据基于与一个或多个程序相对应的指令或编程在指令中的代码来触发各种致动器。在一个示例中，在车辆点火开关关断状况期间，控制器12可以向电动马达和电动增压器致动器155b发送信号以分别反向旋转发动机和电动增压器155中的每一者以使环境空气流经涡轮116。经由MAF传感器124估计进气气流，并且可以基于进气气流与基线气流之间的比较来指示废气门阀91的劣化的存在或不存在。
在一些示例中，控制器可以被置于降低功率模式或睡眠模式，其中控制器仅维持基本功能，并且以比对应的唤醒模式更低的电池消耗进行操作。例如，控制器可以在车辆关闭事件之后被置于睡眠模式，以便在车辆关闭事件之后的持续时间执行诊断程序。控制器可以具有唤醒输入，其允许控制器基于从一个或多个传感器接收的输入返回到唤醒模式。例如，车门的打开可以触发返回到唤醒模式。例如，唤醒功能可以使得电路能够唤醒控制器，以便适时地进行废气门阀91的诊断。
在一些示例中，车辆102可以是混合动力车辆，其具有可用于一个或多个车轮157的多个扭矩源。在其他示例中，车辆102是仅具有发动机的常规车辆或仅具有电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆102包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或电动机/发电机。当一个或多个离合器156接合时，发动机10的曲轴和电机52经由变速器54连接到车轮157。在所描绘的示例中，第一离合器156设置在曲轴与电机52之间，而第二离合器156设置在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器156的致动器发送信号以接合或分离离合器，以便将曲轴与电机52和与其连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置，包括并联、串联或串并联式混合动力车辆。
电机52从牵引电池58接收电力以向车轮157提供扭矩。例如在制动操作期间，电机52还可以用作发电机以提供电力来对牵引电池58充电。
现在转向图2，示出了废气门200的示例，该废气门可以是图1的废气门92。废气门200沿着图1中所示的排气道104的一部分包括在内。在所示实施例中，废气门200是电动废气门并且由致动器150驱动，该致动器在该示例中是螺线管，但是也可以使用各种合适的装置来驱动废气门。致动器150经由连杆204(例如，圆柱形杆)将驱动力传输到废气门阀206，该废气门阀可以在全闭位置与全开位置之间转变，并且可以稳定在其间的任何位置处。废气门阀206的位置因此可以是连续可变的，并且可以经由位置传感器203来监测，该位置传感器被配置为向发动机控制器(诸如图1的控制器12)发送信号。然而，应当明白的是，废气门阀206的状态可以通过其他方式(例如通过其他类型的传感器或软模型)来跟踪。
当废气门阀206从全闭位置打开时，可以形成开口，流过排气道104的气体可以通过该开口流入腔室207。气体可以从腔室207流到通风孔208，当废气门阀206未处于全闭位置时，该通风孔可以从排气道104接收和排出气体。因此，可以通过经由致动器150驱动废气门阀206，由此改变废气门阀206的位置和到达进气歧管和涡轮增压器的涡轮(例如，图1中的涡轮116)的气体量来控制被供应到发动机的增压量。在一个示例中，阀206可以经由针轴形成，该针轴的表面区域面向通过歧管202的流。针轴两端的压力差可以产生用于移动针轴的力。虽然未示出，但是废气门200可以包括马达和齿轮箱，其中连杆204从齿轮箱的输出轴延伸到废气门阀206。在一些实施例中，位置传感器203可以测量此类部件的定向，诸如连杆204的平移位置、输出轴或马达内部的另一个部件的旋转定向。在该示例中，此类测量可以用于间接地确定废气门阀206的位置。此外，在其他实施例中，废气门阀的位置可以基于使用上面参考图1描述的并被发送到控制器12的信号(例如，BOOST)中的一者或多者的软模型来确定。
废气门200可以可选地包括偏压装置210。偏压装置210在一端附接到废气门200，并在另一端附接到废气门阀206。在一些实施例中，选择偏压装置210以供应关闭力，该关闭力将废气门阀206维持在全闭位置直到阈值压力。作为一个非限制性示例，可以选择偏压装置210以允许废气门阀206打开以使涡轮增压器涡轮两端的平均压力差在0.75巴与1巴之间。在例如由于致动器150的动力损失引起废气门劣化的情况下，废气门阀206可以经由弹簧预加载维持在全闭位置直到阈值压力，从而确保充分的增压累积被输送到发动机。这种配置在小型化发动机中可能是特别有利的，因为减小尺寸的程度不必限于考虑废气门致动器劣化的可能性。相反，在等于或高于阈值压力时，偏压装置210可以允许废气门阀206移向全开位置，从而尤其是在高负荷下限制最大增压。此外，废气门致动器(例如，致动器150)的尺寸及其功耗可以减小，因为偏压装置210向废气门200供应附加的关闭力。因此，在未劣化操作期间，致动器可以将阀保持在全闭位置，其电流电平低于弹簧预加载为零时的电流电平。可以选择被供应给致动器150的电流以考虑偏压装置(诸如弹簧)的关闭力。在所示实施例中，偏压装置210被示为处于预压缩状态的弹簧，但是也可以使用各种合适的结构来向废气门200供应附加的关闭力。在采用弹簧的情况下，可以选择弹簧常数以供应高达特定阈值压力的关闭力并向发动机供应足够的增压。
在全闭位置中，废气门阀206与阀座212接触，邻接阀座并流体地密封废气门200以与排气道104隔离，使得流过排气道的气体不会进入废气门。在该位置中，可以根据诸如图1的节气门20的位置等其他状况向发动机10提供最大增压。图2还描绘了低升程区域214，其指定废气门阀206与阀座212之间的间隔对于该低升程区域中的废气门阀的多个位置(例如，升程)而言被认为相对较小的区域。如本文中所使用，“升程”同样可以指废气门阀与对应阀座的间隔。低升程区域214可以从阀座212的上表面216延伸到腔室207内的任何适当限定点，并且可以从该上表面到废气门阀206的上表面进行测量。例如，低升程区域214可以从阀座212的上表面216延伸到腔室207的总高度的大约20％的高度。然而，应当理解的是，可以基于废气门的物理特性预先确定或者基于各种操作参数动态地确定合适的低升程区域。
现在转向图3，示出了废气门300的另一个示例，其可以是图1的废气门92。与图2中所示的电动废气门200一样，废气门300沿着图1中所示的排气道104的一部分包括在内，并且包括联接到连杆304(例如，圆柱形杆)的废气门阀302。然而，废气门300是经由加压流体控制的气动废气门。因此，连杆304联接到隔膜306，该隔膜继而联接到偏压装置308，该偏压装置可以是图2的偏压装置210或任何其他合适的偏压装置。偏压装置308可以将废气门阀302和隔膜306偏压到任何合适的位置，例如在全闭位置、全开位置或其间的任何位置处。位置传感器303跟踪废气门阀302的位置，从而将跟踪位置中继到发动机控制器(诸如图1的控制器12)。可选地或另外地，废气门300可以包括压力传感器305以促进跟踪废气门的状态。
为了促进废气门阀302的气动定位，加压流体源310经由第一管道313向废气门300的第一腔室312提供不同水平的加压流体(例如，加压空气)。进入第一腔室312的加压流体作用在隔膜306上，从而以足够的压力调整隔膜306以及因此废气门阀302的位置。当废气门阀302处于全闭位置(例如，完全邻接在阀座314上并且流体地密封流过排气道104的气体以与第一腔室312隔离)时，从加压流体源310输送到第一腔室的加压流体提供废气门阀302可以借助于其开始打开的机制。然而，在其他部分打开位置中，从加压流体源310输送的加压流体可以与从排气道104进入第一腔室312的排气结合以定位废气门阀302。加压流体源310可以是例如空气压缩机或来自图1的发动机10的进气源。虽然未示出，但是加压流体源310可以包括真空调节器和/或一个或多个阀以控制加压流体向第一腔室312的供应。同样地，废气门300可以可选地包括第二加压流体源316，该第二加压流体源被配置为经由第二管道320将加压流体(例如，加压空气)提供到废气门300中的第二腔室318。从该源输送到第二腔室318的加压流体可以在与输送到第一腔室312的流体的方向相反的方向上作用于隔膜306。由于在第二加压流体源316和/或第二管道320中包括真空调节器和/或一个或多个阀，可以经由向第一腔室312和第二腔室318这两者平衡供应加压流体来实现废气门阀302的精确定位。应当明白的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对废气门300进行适当修改。例如，可以提供通风孔(未示出)以进一步帮助废气门中的压力调节。
图3还示出了低升程区域322，其中废气门阀302与阀座314之间的间隔对于该低升程区域中的废气门阀的多个位置(例如，升程)而言被认为相对较小。与图2中所示的低升程区域214一样，低升程区域322可以从阀座314的上表面324延伸到第一腔室312内的任何适当限定点，并且可以从该上表面到废气门阀302的上表面进行测量。作为非限制性示例，低升程区域322可以从阀座314的上表面324延伸到第一腔室312和第二腔室318的总高度的大约15％的高度。低升程区域322可以被限定为第一腔室312和第二腔室318的总高度的任何合适的部分，并且可以基于废气门300的物理特性预先确定或者基于各种期望的操作参数动态地确定。
用于废气门阀91的诊断程序可以在被配置为自主车辆的车辆中进行，并且示例性自主驾驶系统在下面参考图4进行讨论。图4是可以操作上面在图1中描述的车辆102的示例性自主驾驶系统400的框图。如所示，自主驾驶系统400包括用户界面装置410、导航系统415、至少一个自主驾驶传感器420和自主模式控制器425。
用户界面装置410可以被配置为在其中车辆乘员可能存在的状况下向车辆乘员呈现信息。然而，可以理解的是，在某些状况下，车辆可以在不存在车辆乘员的情况下自主操作。
所呈现的信息可以包括可听信息或视觉信息。此外，用户界面装置410可以被配置为接收用户输入。因此，用户界面装置410可以位于车辆的乘客舱(未示出)中。在一些可能的方法中，用户界面装置410可以包括触敏显示屏。
导航系统415可以被配置为使用例如全球定位系统(GPS)接收器来确定车辆的当前位置，其被配置为三角测量车辆相对于卫星或地面发射塔的位置。导航系统415还可以被配置为开发从当前位置到选定目的地的路线，以及经由例如用户界面装置410显示地图并呈现通向选定目的地的驾驶方向。
自主驾驶传感器420可以包括被配置为产生帮助导航车辆的信号的任何数量的装置。自主驾驶传感器420的示例可以包括雷达传感器、激光雷达传感器、视觉传感器(例如，摄像机)、车辆对车辆基础设施网络等。自主驾驶传感器420可以使得车辆能够“看到”道路和车辆周围环境，和/或在车辆102以自主模式操作时越过各种障碍物。自主驾驶传感器420可以被配置为将传感器信号输出到例如自主模式控制器425。
自主模式控制器425可以被配置为在车辆以自主模式操作时控制一个或多个子系统430。可以由自主模式控制器425控制的子系统430的示例可以包括制动子系统、悬架子系统、转向子系统和动力传动系统子系统。自主模式控制器425可以通过向与子系统430相关联的控制单元输出信号来控制这些子系统430中的任何一者或多者。在一个示例中，制动子系统可以包括防抱死制动子系统，其被配置为将制动力施加到车轮的一个或多个。本文讨论的是，将制动力施加到车轮的一个或多个可以被称为激活制动器。为了自主地控制车辆，自主模式控制器425可以向子系统430输出适当的命令。命令可以使子系统根据与选定的驾驶模式相关联的驾驶特性操作。例如，驾驶特性可以包括车辆加速和减速的积极程度、在前车后面留出多少车辆空间、自主车辆变道的频率等。
图5A和图5B示出了可以用于反转电动马达的转动定向的示例性电路500。电路500示意性地描绘了H桥电路，其可以用于在第一(向前)方向上并在第二(反向)方向上交替地运行马达510。H桥电路可以适时地用于经由电动马达在向前方向或反向方向上不加燃料转动发动机(诸如图1中的发动机10)。电路500包括第一(LO)侧520和第二(HI)侧530。侧520包括晶体管521和522，而侧530包括晶体管531和532。电路500还包括电源540。
在图5A中，晶体管521和532被激活(激励)，而晶体管522和531被关断。在该配置中，马达510的左引线551连接到电源540，而马达510的右引线552连接到接地。通过这种方式，马达500可以在向前(或默认)方向上运行。当经由马达在向前方向上操作发动机时，发动机可以处于转动起动模式以用于初始燃烧开始。另外地和/或可选地，当经由马达在向前方向上操作发动机时，发动机(和马达或另一个马达)可以处于驱动模式以驱动车辆。可以理解的是，在一些示例中，发动机可以在车辆静止的状况下在向前(例如，默认)方向上转动，并且仅期望发动机在向前方向上转动或旋转而不燃烧。
在图5B中，晶体管522和531被激活(激励)，而晶体管521和532被关断。在该配置中，马达510的右引线552连接到电源540，而马达510的左引线551连接到接地。通过这种方式，马达510可以在反向方向上运行。
通过这种方式，图1至图5B的部件实现一种系统，所述系统包括：车辆，其包括自主车辆和/或混合动力车辆；电机；发动机，其包括进气道和排气道；进气节气门，其联接到所述进气道；涡轮增压器，其包括联接到所述进气道的进气压缩机和联接到所述排气道的排气涡轮；废气门通道，其跨所述排气涡轮联接到所述排气道，废气门阀联接到所述废气门通道；歧管气流(MAF)传感器，其联接到所述进气道；导管，其在所述进气压缩机的下游和增压空气冷却器的上游联接到所述进气道，所述导管包括马达驱动的电动增压器；和控制器，其具有存储在非暂时性存储器上以进行以下项的计算机可读指令：在首次安装所述废气门阀时通过用所述电机反向旋转所述发动机经由所述MAF传感器获得基线气流，并且在自从安装所述废气门阀以来使用所述废气门阀达阈值持续时间之后并且在通过电机反向旋转所述发动机时经由所述MAF传感器获得第一进气气流，并响应于所述第一进气气流高于所述基线气流而指示所述废气门阀的劣化。
图6示出了可以被实施为在发动机非燃烧状况期间执行废气门阀的诊断的示例性方法600。可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收的信号来执行用于执行方法600和本文包括的其余方法的指令。根据下文描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
在602处，该方法包括确定是否满足用于引发废气门阀(诸如图1中的废气门阀91)诊断的状况。在一个示例中，用于发起废气门阀诊断的状况可以包括当车辆未被占用时的车辆关闭状况(车辆中不存在任何乘客)。座椅负荷传感器、车载摄像机和/或车门感测技术可以用于确保车辆未被占用。在另一个示例中，当车辆在没有驾驶人员的情况下操作时以及当车辆未被发动机扭矩推进时，可以在自主车辆模式期间执行废气门阀诊断。车辆操作可以从远程位置进行控制，或者可以在控制器存储器中预编程。在自主模式中的车辆操作期间，当车辆在交通信号处停止时或者在完成驾驶循环后立即可以适时地执行诊断。在又一示例中，可以响应于在点火开关关断事件之后的预定持续时间之后控制器唤醒而执行废气门阀诊断。用于发起废气门阀的诊断的状况包括确认诸如MAF传感器、氧传感器等发动机传感器没有劣化，并且通常没有任何设定指示任何发动机部件劣化的诊断代码(标志)。此外，在发起废气门阀诊断之前，控制器可以验证自从执行现有废气门阀诊断程序以来是否已经过预定持续时间。在一些示例中，这样的预定持续时间可以包括一天、大于一天但小于两天、大于两天等。在其他示例中，预定持续时间可以包括行驶英里数、车辆操作小时数或其他参数。
如果确定不满足用于发起废气门阀诊断的状况，则在503处，可以推迟废气门阀诊断程序直到满足状况为止。在一些示例中，如果不满足废气门阀诊断状况，则可以继续当前操作参数直到满足废气门阀诊断状况为止。此类操作参数可以包括当车辆正在操作时经由燃料系统的燃料喷射器输送到一个或多个发动机气缸和在气缸中执行空气和燃料的燃烧的燃料。由发动机气缸中的燃烧产生的发动机扭矩可以用于推进车辆。基于增压压力和发动机工况，控制器可以估计压力设定点，高于该压力设定点，废气门阀就可以打开以经由废气门通道(诸如图1中的废气门通道90)流动排气的一部分，从而绕过排气涡轮(诸如图1中的排气涡轮116)。在一个示例中，控制器可以使用查找表来确定废气门阀的设定点压力。扭矩需求和排气压力可以用作查找表的输入，并且设定点压力可以是该查找表的输出。如果涡轮上游的排气压力低于设定点压力，则废气门阀可以维持在默认关闭状况，并且整个体积的排气可以被引导通过涡轮以提供期望的增压压力。
电动增压器(诸如图2中的电动增压器155)可以联接到平行于进气道的导管，并且在通过操作涡轮增压器(诸如图2中的进气压缩机114和排气涡轮116)提供的增压压力低于期望增压压力时的状况期间，可以使用来自车载能量存储装置的能量来操作电动增压器以提供期望的增压。
如果确定满足用于发起废气门阀诊断的状况，则在604处，该程序包括在反向方向上以预定速度(例如，预定RPM)不加燃料旋转或转动发动机。使发动机在反向方向上旋转可以包括使发动机在与发动机操作以燃烧空气和燃料时相反的方向上旋转。在反向方向上不加燃料旋转发动机可以在排气道中形成较低压力并且使环境空气依次流过排气系统、发动机和进气歧管。在反向方向上不加燃料旋转发动机可以包括经由马达(诸如图1中的电机52)旋转发动机，其中马达可以经由车载电池(诸如图1中的电池58)供电。在非混合动力车辆中，发动机可以经由车辆的起动机马达和电池反向旋转。为了反向旋转发动机，可以利用H桥电路(诸如图5A至图5B中所示的电路)。可以经由马达将发动机转速控制到预定速度。预定发动机转速可以包括在发动机反向转动时可以经由MAF传感器(诸如图1中的MAF传感器124)获得稳健的气流测量值时的速度。在一个示例中，预定速度可以低于500rpm。
在606处，电动增压器(诸如图1中的电动增压器155)可以在反向方向上旋转。在通过操作涡轮增压器提供的增压压力低于期望的增压压力的状况期间，电动增压器可以在向前的默认方向上操作以提供期望增压。电动增压器的反向旋转相对于排气歧管处的压力在进气歧管处形成较低压力，由此促进气流从排气系统到达进气歧管。控制器可以向电动增压器致动器(诸如图1中的致动器155b)发送信号，以使用来自与电动增压器联接的能量存储装置(诸如图1中的能量存储装置250)的能量来致动电动增压器。在诊断程序期间电动增压器的转速可以低于电动增压器操作以补偿机械涡轮增压器的迟滞时的转速。在一个示例中，在诊断程序期间电动增压器的转速可以是2500RPM。通过以较低速度操作电动增压器，可以降低功耗并且还可以降低电动增压器的操作期间的噪音产生。通过同时反向旋转发动机和电动增压器，在废气门诊断期间发动机的转速可以低于发动机空转速度。通过以低于空转速度的速度旋转发动机，可以降低电机的功耗。
在一个示例中，方法600的步骤606可以是可选的，并且可以在不转动电动增压器的情况下执行废气门阀的诊断。在废气门阀诊断程序期间，电动增压器可以维持在停用状况，而发动机反向旋转。在另一个示例中，电动增压器可以在废气门阀诊断期间反向旋转而不会反向旋转发动机。发动机可以维持在停用状况，而电动增压器可以反向旋转以使来自排气歧管的环境空气流到进气歧管。在又一示例中，发动机和电动增压器中的每一者可以反向旋转，直到达到阈值非零气流为止，然后可以停用电动增压器以减少能量使用。
在607处，控制器可以向联接到发动机进气口的节气门(诸如图1中的节气门20)发送信号以将节气门致动到全开位置。当发动机和电动增压器在它们相应的反向方向上旋转时，在发动机排气歧管处形成较低压力，并且环境空气可以经由排气道进入发动机系统。当节气门打开到全开位置时，环境空气的较高部分可以经由排气道进入发动机并且可以经由涡轮和废气门通道流到发动机进气口。然后，环境空气可以经由进气节气门释放到大气中。
在608处，可以从控制器存储器中的数据库检索基线进气气流。在一个示例中，在安装废气门阀时通过在反向方向上不加燃料转动起动发动机并且在反向方向上旋转电动增压器，可以在车辆点火开关关断状况期间经由MAF传感器来估计基线气流。在一个示例中，废气门阀的安装可以包括在制造设施处将废气门阀安装在发动机中。在另一个示例中，废气门阀的安装可以包括在维修位置用新的废气门阀替换较旧的废气门阀。可以估计自从安装废气门阀以来的第一阈值持续时间内的基线气流，同时可以在废气门阀已经使用超过第二阈值持续时间时执行废气门阀的诊断，该第二阈值持续时间长于第一阈值持续时间。在一个示例中，第一阈值持续时间可以是自从安装废气门阀以来一天。在另一个示例中，第二阈值持续时间可以是自从安装废气门阀以来30天。可选地，可以估计在自从安装废气门阀以来(车辆的)第一阈值行驶距离内的基线气流，同时可以在废气门阀已经使用超过第二阈值行驶距离时执行废气门阀的诊断，该第二阈值距离长于第一阈值距离。在一个示例中，第一阈值距离可以是自从安装空气滤清器以来30英里。在另一个示例中，第二阈值距离可以是自从安装空气滤清器以来300英里。
在一组预定状况下操作发动机和电动增压器时可以获得基线气流，该组预定状况包括发动机转速、发动机转动起动持续时间、打开的进气节气门位置和电动增压器的转速。作为示例，估计基线气流时的一组预定状况与在步骤604中发动机转动并且在步骤606中电动增压器旋转时的一组预定状况相同。
当在车辆点火开关关断状况期间估计基线气流时，新安装的废气门阀可以处于默认关闭状况，从而使环境空气通过排气涡轮从排气道流到进气歧管。涡轮可以为气流提供限制性路径，由此导致与在废气门阀打开时通过发动机部件的空气量相比较少量的空气流过发动机部件(从排气道到进气歧管)。
在610处，该方法继续进行废气门阀的诊断程序并且经由MAF传感器估计通过进气歧管的气流(进气气流)。由于废气门阀在发动机非燃烧状况期间维持在默认关闭位置，所以环境空气可以经由排气涡轮从排气道流到进气歧管。
在612处，该程序包括确定进气气流是否高于基线气流。在一个示例中，可以确定进气气流是否比基线气流高5％以上。如果确定进气气流不高于基线气流，则在614处，可以推断出进气气流基本上等于基线气流(诸如在基线气流的5％内)，并且空气通过包括排气涡轮的限制性路径(不通过废气门通道)从排气道流到进气歧管。在614处，可以指示废气门阀没有劣化。
如果确定进气气流高于基线气流，则可以推断出进入排气道的环境空气的至少一部分可以经由废气门通道从排气道流到进气歧管。与排气涡轮相比，废气门通道提供具有较低阻力的流动路径，由此导致更多量的空气从排气道流到进气歧管。因此，估计的进气气流增加。因为在诊断程序期间预期废气门阀维持在默认关闭位置，所以基于通过废气门通道的气流，可以推断出废气门阀被卡在至少部分打开位置。在一个示例中，来自排气流的碳微粒可能累积在废气门阀中，导致阀被卡在部分打开位置。在618处，可以设定指示废气门阀的阻塞或劣化的诊断代码(标志)。在一个示例中，可以基于进气气流与基线气流之间的差来估计废气门阀的开度。因此，进气气流与基线气流之间的差可以随着废气门阀的开度的增加而增加。控制器可以使用查找表来基于进气气流与基线气流之间的差来确定废气门阀的开度。进气气流与基线气流之间的差可以用作查找表的输入，而废气门阀的开度可以是该查找表的输出。
因为废气门阀劣化，所以在后续的发动机操作期间，高于期望量的排气可以流过废气门通道，从而绕过排气涡轮。由于流过涡轮的排气量较低，所以涡轮速度可能不会增加到期望水平。因此，在620处，在后续的发动机操作期间，可以调整电动增压器的操作速度以补偿废气门阀的劣化。在一个示例中，可以响应于废气门阀的劣化而增加电动增压器的转速。控制器可以基于扭矩需求和废气门阀的开度来估计电动增压器的转速。在一个示例中，电动增压器的转速可以随着扭矩需求和废气门阀的开度中每一者的增加而增加。控制器可以使用查找表来确定电动增压器的操作速度。扭矩需求和废气门阀的开度中的每一者可以用作查找表的输入，而电动增压器的转速可以用作该查找表的输出。
在616处，完成诊断程序并且可以不再旋转发动机和电动增压器中的每一者。控制器可以向为发动机提供动力的马达发送信号以使发动机停止旋转。控制器还可以向联接到电动增压器的致动器发送信号以暂停电动增压器的操作，并且车辆可以恢复到点火开关关断状况。
通过这种方式，在第一发动机状况期间，可以反向旋转发动机以将环境空气引导通过位于发动机的排气口中的排气涡轮和位于废气门通道中的废气门阀中的一者或多者，从而绕过排气涡轮，并且可以记录基线进气气流；在第二发动机状况期间，可以反向旋转发动机以将环境空气引导通过排气涡轮和废气门阀中的一者或多者，并可以记录记录更新的进气气流；并且可以响应于更新的进气气流高于基线进气气流而指示废气门阀卡在打开位置。作为示例，第一发动机状况可以包括当自从安装废气门阀以来经过短于第一阈值持续时间时的发动机状况，而第二发动机状况可以包括当废气门阀已经使用超过第二阈值持续时间时的已使用发动机状况，该第二阈值持续时间长于第一阈值持续时间。
图7示出了示例性时间线700，其示出了废气门阀(诸如图1中的废气门阀91)的诊断，该废气门阀联接到绕过排气涡轮的废气门通道(诸如图1中的废气门通道90)。水平线(x轴)表示时间，而垂直标记t0至t5表示用于诊断进气空气滤清器的程序中的重要时间。
第一曲线图(线702)示出了车速随时间的变化。第二曲线图(线704)示出了发动机的旋转方向。例如在发动机操作期间，发动机可以在向前的默认方向上旋转，发动机气缸中的空气燃料燃烧，燃料经由燃料喷射器供应到发动机气缸。可选地，发动机可以诸如经由联接到混合动力电动车辆(HEV)上的电机或经由起动机马达在反向方向不加燃料旋转。第三曲线图(线706)示出了电动增压器(诸如图1中的电动增压器155)的旋转方向，该电动增压器在进气压缩机下游和增压空气冷却器(CAC)上游联接到平行于进气歧管的导管。通过反转联接到电动增压器上的致动器的电路，电动增压器可以在向前方向或反向方向上旋转，该电动增压器经由车载能量存储装置供电。电动增压器的向前旋转方向与电动增压器的反向旋转方向相反。第四曲线图(线707)示出了联接到混合动力电动车辆(HEV)的电机的操作。可以操作机器以提供马达扭矩来推进HEV。第五曲线图(线708)示出了废气门阀的开度。在发动机非燃烧状况期间，废气门阀维持在默认关闭位置中。第六曲线图(线710)示出了联接到进气歧管的MAF传感器(诸如图1中的MAF传感器124)的读数。在废气门阀的诊断期间，MAF传感器读数对应于进气气流。第七曲线图(虚线716)示出了表示被设定以指示劣化的排气调节阀的诊断代码的标志。
在时间t0之前，新的(未使用的)废气门阀在制造设施处安装车辆的废气门通道中。在安装废气门阀时，在时间t0与t1之间，当车辆未经由发动机扭矩或马达扭矩推进时，估计基线气流。在时间t0，控制器向HEV机器发送信号以使发动机在反向方向上以第一发动机转速不加燃料转动。而且，控制器向联接到电动增压器的致动器发送信号以使电动增压器在反向方向上以第一电动增压器速度旋转。当发动机和电动增压器在它们相应的反向方向上旋转时，在发动机排气歧管处形成较低压力，并且环境空气经由排气道进入发动机系统。在发动机非燃烧状况期间，废气门阀保持在默认关闭位置中。然后，环境空气流过排气涡轮、进气歧管，然后经由进气道引导到大气中。在时间t0与t1之间，如虚线709所示，经由MAF传感器估计的进气气流作为与未使用(未劣化)的废气门阀相对应的基线气流保存在车载数据库中。该基准气流709随后在废气门阀的诊断期间使用。因为废气门阀未被指示为劣化，所以标志维持在关闭位置中。
在时间t1，一旦基线气流保存在控制器存储器中，控制器就向HEV机器和电动增压器致动器中的每一者发送信号以分别暂停操作和停止旋转发动机和电动增压器(以用于诊断程序的目的)。时间t1与t2之间的持续时间对应于阈值持续时间，此后期望适时地执行用于进气空气滤清器的诊断程序。时间t1与t2之间的持续时间包括多个驾驶循环和车辆未操作的时间段(未经由发动机扭矩或机器扭矩推进)。
在时间t2，车辆从静止开始并且经由发动机扭矩操作。发动机通过燃烧驱动并在向前方向上旋转。基于扭矩需求，控制器确定用于打开废气门阀的设定点压力。基于高于设定点的排气压力，废气门阀打开以将排气的一部分从涡轮的上游经由废气门通道引导到涡轮的下游。因为涡轮增压器(排气涡轮和进气压缩机)满足期望的增压压力，所以不操作电动增压器。HEV机器并未操作用于发动机旋转或车辆推进。在时间t2与t3之间，MAF读数表示经由进气道进入发动机进行燃烧的空气量。进入进气道的空气量与节气门开度成比例。
在时间t3，车速减小到零，并且在时间t3与t4之间，不再使用发动机扭矩和/或机器扭矩来操作车辆(车辆点火开关关断状况开始)。因此，在时间t3，通过暂停燃料喷射和火花到发动机气缸来关闭发动机。在发动机关闭后，当排气压力降低到设定点压力以下时，废气门阀返回到默认关闭位置。在时间t3与t4之间，发动机维持在关闭状况。
在时间t4，在自从时间t3时的车辆点火开关关断以来经过阈值持续时间之后，通过唤醒控制器来发起废气门阀的诊断。控制器向HEV机器发送信号以使发动机在反向方向上以第一发动机转速不加燃料转动。而且，控制器向联接到电动增压器的致动器发送信号以使电动增压器在反向方向上以第一电动增压器速度旋转。当发动机和电动增压器在它们相应的反向方向上旋转时，在发动机排气歧管处形成较低压力，并且环境空气可以经由排气道进入发动机系统。进气节气门打开到全开位置以促进环境空气流过发动机部件。在时间t4与t5之间，环境空气依次流过排气道、排气涡轮、发动机气缸和进气歧管。从车载数据库中检索在时间t0与t1之间估计的基线气流709，并且将该基线气流与基于MAF读数估计的进气气流进行比较。
在时间t4与t5之间，观察到进气气流基本上等于基线气流709。因此，推断废气门阀在发动机非燃烧状况期间处于关闭位置。在时间t5，在诊断程序结束时，控制器向HEV机器和电动增压器致动器中的每一者发送信号以分别暂停操作和停止旋转发动机和电动增压器。在时间t5之后，不使用发动机扭矩和/或机器扭矩推进车辆，并且发动机维持在关闭状况直到后续的车辆点火开关接通为止。指示废气门阀劣化的标志维持在关闭状态。
然而，在时间t4与t5之间，如果进气气流并未基本上等于基线气流709，则可以推断出废气门阀劣化并且已经设定了指示阀劣化的标志。在一个示例中，如果进气气流高于第一阈值气流713但低于第二阈值气流714，则可以推断出废气门阀部分打开，从而允许环境空气从排气道经由废气门通道流到进气歧管。作为示例，第一阈值气流713比基线气流高20％，而第二阈值气流714比基线气流高50％。在另一个示例中，如果进气气流高于第二阈值气流714，则可以推断出废气门阀完全打开，从而允许更大量的环境空气从排气道经由废气门通道流到进气歧管。
通过这种方式，诸如MAF传感器等现有发动机部件可以重新用作用于废气门阀的诊断的进气气流计。确定废气门阀的开度的技术效果是在后续的发动机循环期间，可以采取适当的缓解动作来提供期望的增压压力。总之，通过适时地监测废气门阀的健康状态，可以通过及时方式检测阀的劣化，并且可以很快维修卡在打开的废气门阀。
一种示例性发动机方法包括：通过将来自发动机的排气系统的气流通过废气门阀引导到所述发动机的进气口并将所述进气口中的所述气流与通过所述废气门阀进入所述发动机进气口的基线气流进行比较来测试所述废气门阀的劣化，所述废气门阀位于废气门通道中，所述废气门通道与位于所述排气系统中的涡轮并联联接。在任何前述示例中，另外地或可选地，通过所述发动机的反向旋转强制环境空气进入所述排气系统来将来自所述排气系统的所述气流引导通过废气门。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，所述发动机联接在车辆中，并且在所述车辆不运动的状况下，经由通过电池供电的马达在一组预定状况下执行所述发动机的所述反向旋转。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，所述废气门通道从所述涡轮的上游到所述涡轮的下游联接到发动机排气道，所述废气门阀经由所述排气涡轮调节排气流。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，所述废气门阀在所述测试期间处于默认关闭位置。在任何或所有前述示例中，所述方法还包括，另外地或可选地，在所述测试期间，在反向方向上操作联接到所述发动机进气口的进气电动增压器以经由所述废气门阀将气流从所述排气系统引导到所述进气口。在任何或所有前述示例中，所述方法还另外地或可选地包括联接到所述发动机进气口的进气节气门，并且其中所述一组预定状况包括发动机转速、发动机转动起动的持续时间、进气节气门位置和所述进气电动增压器的转速。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，经由联接到所述发动机进气口的歧管气流(MAF)传感器估计所述进气口中的所述气流，所述方法还包括响应于所述进气口中的所述气流高于所述基线气流而指示所述废气门阀劣化。在任何或所有前述示例中，所述方法还另外地或可选地包括响应于所述进气口中的所述气流基本上等于所述基线气流而指示所述废气门阀未劣化。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，在安装所述废气门阀时通过将环境空气引导通过所述废气门阀同时在所述一组预定状况下反向旋转所述发动机来经由所述MAF传感器建立所述基线气流。在任何或所有前述示例中，该方法还另外地或可选地包括响应于指示所述废气门阀劣化而设定诊断代码，并且在紧接的后续发动机操作期间，调整所述电动增压器的操作以补偿所述废气门阀的劣化。
另一种示例性发动机方法包括：在第一发动机状况期间，反向旋转发动机以将环境空气引导通过位于所述发动机的排气口中的排气涡轮和位于废气门通道中的废气门阀中的一者或多者，绕过所述排气涡轮，并且记录基线进气气流；在第二发动机状况期间，反向旋转所述发动机以将环境空气引导通过所述排气涡轮和所述废气门阀中的一者或多者，并记录更新的进气气流；并且响应于所述更新的进气气流高于所述基线进气气流而指示所述废气门阀卡在打开位置。在任何前述示例中，所述方法还另外地或可选地包括在所述第一发动机状况和所述第二发动机状况中的每一者期间，所述废气门阀被致动到关闭位置，而联接到发动机进气口的节气门被致动到全开位置。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，所述第一发动机状况包括当自从安装所述废气门阀以来经过短于第一阈值持续时间时的发动机状况，而所述第二发动机状况包括当所述废气门阀已经使用超过第二阈值持续时间时的已使用发动机状况，所述第二阈值持续时间长于所述第一阈值持续时间。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，所述发动机推进包括自主车辆和/或混合动力车辆的车辆，并且其中对于所述第一工况和所述第二工况这两者，所述发动机在车辆点火开关关断状况期间经由电动马达不加燃料反向旋转。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，经由联接到发动机进气口的歧管气流(MAF)传感器估计所述基线进气气流和所述更新的进气气流中的每一者。在任何或所有前述示例中，所述方法还另外地或可选地包括基于所述更新的进气气流与所述基线气流之间的差来估计所述废气门阀的开度，所述开度随着所述更新的进气气流与所述基线气流之间的所述差的增加而增加。
在又一示例中，一种系统包括：车辆，其包括自主车辆和/或混合动力车辆；电机；发动机，其包括进气道和排气道；进气节气门，其联接到所述进气道；涡轮增压器，其包括联接到所述进气道的进气压缩机和联接到所述排气道的排气涡轮；废气门通道，其跨所述排气涡轮联接到所述排气道，废气门阀联接到所述废气门通道；歧管气流(MAF)传感器，其联接到所述进气道；导管，其在所述进气压缩机的下游和增压空气冷却器的上游联接到所述进气道，所述导管包括马达驱动的电动增压器；和控制器，其具有存储在非暂时性存储器上以进行以下项的计算机可读指令：在首次安装所述废气门阀时通过用所述电机反向旋转所述发动机经由所述MAF传感器获得基线气流，并且在自从安装所述废气门阀以来使用所述废气门阀达阈值持续时间之后并且在通过电机反向旋转所述发动机时经由所述MAF传感器获得第一进气气流，并响应于所述第一进气气流高于所述基线气流而指示所述废气门阀的劣化。在任何前述示例中，另外地或可选地，所述发动机在车辆点火开关关断状况期间反向旋转。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，所述控制器还包括用于进行以下项的指令：在后续的发动机循环期间，响应于所述废气门阀的劣化而增加所述电动增压器的转速。
注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以结合各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所需要的，而是为了便于说明和描述而提供。所示的动作、操作和/或功能的一个或多个可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述动作、操作和/或功能可以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述动作通过执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令结合电子控制器来执行。
应当明白的是，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非明显的组合和子组合。
以下权利要求特别指出被视为新颖的和非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这样元件的并入，从而既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过本发明权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种方法包括通过将来自发动机的排气系统的气流通过废气门阀引导到所述发动机的进气口并将所述进气口中的所述气流与通过所述废气门阀进入所述发动机进气口的基线气流进行比较来测试所述废气门阀的劣化，所述废气门阀位于废气门通道中，所述废气门通道与位于所述排气系统中的涡轮并联联接。
根据实施例，上述发明的特征还在于，通过所述发动机的反向旋转强制环境空气进入所述排气系统来将来自所述排气系统的所述气流引导通过废气门。
根据实施例，所述发动机联接在车辆中，并且在所述车辆不运动的状况下，经由通过电池供电的马达在一组预定状况下执行所述发动机的所述反向旋转。
根据实施例，所述废气门通道从所述涡轮的上游到所述涡轮的下游联接到发动机排气道，所述废气门阀经由所述排气涡轮调节排气流。
根据实施例，所述废气门阀在所述测试期间处于默认关闭位置。
根据实施例，在所述测试期间，上述发明的特征还在于，在反向方向上操作联接到所述发动机进气口的进气电动增压器以经由所述废气门阀将所述气流从所述排气系统引导到所述进气口。
根据实施例，上述发明的特征还在于，联接到所述发动机进气口的进气节气门，并且其中所述一组预定状况包括发动机转速、发动机转动起动的持续时间、进气节气门位置和所述进气电动增压器的转速。
根据实施例，上述发明的特征还在于，经由联接到所述发动机进气口的歧管气流(MAF)传感器估计所述进气口中的所述气流，所述方法还包括响应于所述进气口中的所述气流高于所述基线气流而指示所述废气门阀劣化。
根据实施例，上述发明的特征还在于，响应于所述进气口中的所述气流基本上等于所述基线气流而指示所述废气门阀未劣化。
根据实施例，在安装所述废气门阀时通过将环境空气引导通过所述废气门阀同时在所述一组预定状况下反向旋转所述发动机来经由所述MAF传感器建立所述基线气流。
根据实施例，上述发明的特征还在于，响应于指示所述废气门阀劣化而设定诊断代码，并且在紧接的后续发动机操作期间，调整所述电动增压器的操作以补偿所述废气门阀的劣化。
根据本发明，一种发动机方法包括在第一发动机状况期间，反向旋转发动机以将环境空气引导通过位于所述发动机的排气口中的排气涡轮和位于废气门通道中的废气门阀中的一者或多者，绕过所述排气涡轮，并且记录基线进气气流；在第二发动机状况期间，反向旋转所述发动机以将环境空气引导通过所述排气涡轮和所述废气门阀中的一者或多者，并记录更新的进气气流；并且响应于所述更新的进气气流高于所述基线进气气流而指示所述废气门阀卡在打开位置。
根据实施例，上述发明的特征还在于，在所述第一发动机状况和所述第二发动机状况中的每一者期间，所述废气门阀被致动到关闭位置，而联接到发动机进气口的节气门被致动到全开位置。
根据实施例，第一发动机状况包括当自从安装废气门阀以来经过短于第一阈值持续时间时的发动机状况，而第二发动机状况包括当废气门阀已经使用超过第二阈值持续时间时的已使用发动机状况，该第二阈值持续时间长于第一阈值持续时间。
根据实施例，所述发动机推进包括自主车辆和/或混合动力车辆的车辆，并且其中对于所述第一工况和所述第二工况这两者，所述发动机在车辆点火开关关断状况期间经由所述电动马达不加燃料反向旋转。
根据实施例，经由联接到发动机进气口的歧管气流(MAF)传感器估计所述基线进气气流和所述更新的进气气流中的每一者。
根据实施例，上述发明的特征还在于，基于所述更新的进气气流与所述基线气流之间的差来估计所述废气门阀的开度，所述开度随着所述更新的进气气流与所述基线气流之间的所述差的增加而增加。
根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：车辆，其包括自主车辆和/或混合动力车辆；电机；发动机，其包括进气道和排气道；进气节气门，其联接到所述进气道；涡轮增压器，其包括联接到所述进气道的进气压缩机和联接到所述排气道的排气涡轮；废气门通道，其跨所述排气涡轮联接到所述排气道，废气门阀联接到所述废气门通道；歧管气流(MAF)传感器，其联接到所述进气道；导管，其在所述进气压缩机的下游和增压空气冷却器的上游联接到所述进气道，所述导管包括马达驱动的电动增压器；和控制器，其具有存储在非暂时性存储器上以进行以下项的计算机可读指令：在首次安装所述废气门阀时通过用所述电机反向旋转所述发动机经由所述MAF传感器获得基线气流，并且在自从安装所述废气门阀以来使用所述废气门阀达阈值持续时间之后并且在通过电机反向旋转所述发动机时经由所述MAF传感器获得第一进气气流，并响应于所述第一进气气流高于所述基线气流而指示所述废气门阀的劣化。
根据实施例，上述发明的特征还在于，所述发动机在车辆点火开关关断状况期间反向旋转。
根据实施例，所述控制器还包括用于进行以下项的指令：在后续的发动机循环期间，响应于所述废气门阀的劣化而增加所述电动增压器的转速。

Claims (15)

1.一种方法，其包括：
通过将来自发动机的排气系统的气流通过废气门阀引导到所述发动机的进气口并将所述进气口中的所述气流与通过所述废气门阀进入所述发动机进气口的基线气流进行比较来测试所述废气门阀的劣化，所述废气门阀位于废气门通道中，所述废气门通道与位于所述排气系统中的涡轮并联联接。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过所述发动机的反向旋转强制环境空气进入所述排气系统来将来自所述排气系统的所述气流引导通过废气门。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述发动机联接在车辆中，并且在所述车辆不运动的状况下，经由通过电池供电的马达在一组预定状况下执行所述发动机的所述反向旋转。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述废气门通道从所述涡轮的上游到所述涡轮的下游联接到发动机排气道，所述废气门阀经由所述排气涡轮调节排气流。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述废气门阀在所述测试期间处于默认关闭位置。
6.如权利要求1所述的方法，其还包括在所述测试期间，在反向方向上操作联接到所述发动机进气口的进气电动增压器以经由所述废气门阀将气流从所述排气系统引导到所述进气口。
7.如权利要求6所述的方法，其还包括联接到所述发动机进气口的进气节气门，并且其中所述一组预定状况包括发动机转速、发动机转动起动的持续时间、进气节气门位置和所述进气电动增压器的转速。
8.如权利要求1所述的方法，其中经由联接到所述发动机进气口的歧管气流(MAF)传感器估计所述进气口中的所述气流，所述方法还包括响应于所述进气口中的所述气流高于所述基线气流而指示所述废气门阀劣化或者响应于所述进气口中的所述气流基本上等于所述基线气流而指示所述废气门阀未劣化。
9.如权利要求8所述的方法，其中在安装所述废气门阀时通过将环境空气引导通过所述废气门阀同时在所述一组预定状况下反向旋转所述发动机来经由所述MAF传感器建立所述基线气流。
10.如权利要求8所述的方法，其还包括响应于指示所述废气门阀劣化而设定诊断代码，并且在紧接的后续发动机操作期间，调整所述电动增压器的操作以补偿所述废气门阀的劣化。
11.一种系统，其包括：
车辆，其包括自主车辆和/或混合动力车辆；
电机；
发动机，其包括进气道和排气道；
进气节气门，其联接到所述进气道；
涡轮增压器，其包括联接到所述进气道的进气压缩机和联接到所述排气道的排气涡轮；
废气门通道，其跨所述排气涡轮联接到所述排气道，废气门阀联接到所述废气门通道；
歧管气流(MAF)传感器，其联接到所述进气道；
导管，其在所述进气压缩机的下游和增压空气冷却器的上游联接到所述进气道，所述导管包括马达驱动的电动增压器；以及
控制器，其具有存储在非暂时性存储器上以进行以下项的计算机可读指令：
在第一发动机状况期间，反向旋转所述发动机以将环境空气引导通过所述排气涡轮和所述废气门阀中的一者或多者，绕过所述排气涡轮，并经由所述MAF传感器记录基线进气气流；
在第二发动机状况期间，反向旋转所述发动机以将环境空气引导通过所述排气涡轮和所述废气门阀中的一者或多者，并经由所述MAF传感器记录更新的进气气流；并且
响应于所述更新的进气气流高于所述基线进气气流而指示所述废气门阀卡在打开位置。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述控制器还包括用于进行以下项的指令：在所述第一发动机状况和所述第二发动机状况中的每一者期间，所述废气门阀被致动到关闭位置，而所述进气节气门被致动到全开位置。
13.如权利要求11所述的系统，其中所述第一发动机状况包括当自从安装所述废气门阀以来经过短于第一阈值持续时间时的发动机状况，而所述第二发动机状况包括当所述废气门阀已经使用超过第二阈值持续时间时的已使用发动机状况，所述第二阈值持续时间长于所述第一阈值持续时间。
14.如权利要求11所述的系统，其中对于所述第一工况和所述第二工况这两者，所述发动机在车辆点火开关关断状况期间经由所述电机不加燃料反向旋转。
15.如权利要求11所述的系统，其中所述控制器还包括用于进行以下项的指令：基于所述更新的进气气流与所述基线气流之间的差来估计所述废气门阀的开度，所述开度随着所述更新的进气气流与所述基线气流之间的所述差的增加而增加。
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