曲軸箱完整性漏口檢測的制作方法

曲軸箱完整性漏口檢測的制作方法
【專利摘要】本發明公開利用曲軸箱通風管壓力或流量傳感器診斷曲軸箱系統完整性漏口的位置和性質的方法和系統。該傳感器也可以用于診斷空氣濾清器堵塞和PCV閥退化。利用現有的傳感器診斷多個發動機部件提供降低成本和精簡傳感器的利益。
【專利說明】曲軸箱完整性漏口檢測
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及曲軸箱完整性漏口檢測。
【背景技術】
[0002]發動機可以包括曲軸箱通風系統，以將氣體排出到曲軸箱外并且排到發動機進氣歧管中，以從曲軸箱里面連續抽出氣體，以便減少曲軸箱中的各種發動機部件的退化。為了實現從曲軸箱里面到進氣歧管的曲軸箱氣體的單向流，該曲軸箱通風系統可以包括曲軸箱強制通風閥(PCV閥)。
[0003]對于PCV閥的退化可以周期性地診斷曲軸箱通風系統。用于PCV閥診斷的一種示范性途徑由Satou公開在US2009/0211545中。其中PCV閥退化根據當調節PCV閥的打開程度時為了保持怠速轉速所需的空氣變化(例如，節氣門位置變化)和燃料變化(例如，燃料噴射調節)來確定。PCV閥的打開進而又根據漏氣的空氣/燃料比來選擇。
[0004]但是，本文的發明人已經認識到利用這種途徑的潛在問題。作為一個例子，由于各種發動機負荷，基于漏氣的診斷方法可能具有明顯的噪音問題。這包括，例如，發動機摩擦、大氣壓力、AC壓縮機載荷、交流發電機負荷等。因此可能需要計算強噪音減小算法。

【發明內容】

[0005]在至少部分地解決這些問題的一種途徑中，提供一種用于發動機曲軸箱通風系統的方法。該方法包括，在發動機起動轉動期間根據曲軸箱通風管壓力瞬時下降的特性指示連接在曲軸箱和進氣歧管之間的閥退化。以這種方式，現有的硬件可以用于診斷PCV閥退化。
[0006]在一個例子中，發動機曲軸箱通風系統可以包括連接在空氣進入通道和曲軸箱之間的曲軸箱通風管。壓力傳感器(或流量傳感器)可以設置在曲軸箱通風管內，用于提供流過該通風管的空氣的流量或壓力的估測。在發動機起動轉動期間，估測的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖(profile)可以與預期的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖進行比較。具體說，在發動機起動轉動和加速期間當歧管真空低時，如果PCV閥正常工作，通過曲軸箱通風管的流率可以預期增加，因為通過起動轉動和加速發動機速度增加并且PCV閥起初在最低的約束位置。當歧管真空達到閾值時，通過通風管的流率可以預期減小并且穩定。這可以反映為在發動機起動轉動期間曲軸箱通風管壓力的瞬時下降。因此，根據估測的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖不匹配預期的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖，控制器可以確定PCV閥退化。例如，根據曲軸箱通風管壓力瞬時下降的幅度小于預期的幅度(或閾值)，則可以確定PCV閥卡在關閉位置(或在低流量位置)。作為另一個例子，根據曲軸箱通風管壓力瞬時下降的幅度大于預期的幅度(或閾值)，則可以確定PCV閥卡在打開位置(或在高流量位置)。
[0007]以這種方式，通過使曲軸箱通風管壓力的變化與曲軸箱通風空氣流和PCV閥位置有關，能夠可靠地檢測PCV閥退化。通過利用現有的曲軸箱通風系統壓力傳感器來識別PCV閥退化，對附加傳感器以及計算強噪音減小算法的需要減少，提供成本和復雜性減少的好處，而不下降低退化檢測的準確性。而且，該途徑在診斷過程期間能夠使曲軸箱通風系統保持活性。
[0008]在另一個實施例中，一種用于發動機的方法，包括根據估測的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖與預期的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖的偏離，指示連接在發動機曲軸箱和進氣歧管之間的閥退化，該預期的變化曲線圖基于發動機速度和歧管真空設置。
[0009]在另一個實施例中，該發動機連接于車輛并且其中該指示在車輛鑰匙關閉狀態期間進行。
[0010]在另一個實施例中，該指示包括，如果估測的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖大于預期的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖，則指示該閥卡在高流量位置；并且如果估測的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖小于預期的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖，則指示該閥卡在低流
量位置。
[0011]在另一個實施例中，該方法還包括設置第一個診斷碼以指示該閥卡在高流量位置和設置第二個診斷碼以指示該閥卡在低流量位置。
[0012]在另一個實施例中，該方法還包括響應閥退化的指示限制發動機速度。
[0013]在另一個實施例中，該估測的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖由連接于曲軸箱通風管的壓力或流量傳感器估測，該通風連接在發動機的進氣歧管和曲軸箱之間，該管設置在發動機的外面。
[0014]在另一個實施例中，一種發動機曲軸箱通風系統包括:包括進氣通道和曲軸箱的發動機；機械地連接于壓縮機上游的進氣通道的曲軸箱通風管，該管經由機油分離器還機械地連接于曲軸箱，該通風管設置在發動機的外面；連接在該曲軸箱和發動機進氣歧管之間的PCV閥；連接在該曲軸箱通風管中用于估測通過該通風管的空氣流量的流量傳感器；以及具有計算機可讀的指令的控制系統，用于，在發動機起動轉動期間，估測通過該通風管的空氣流量的變化；和根據通過該通風管的空氣流量的估測的變化偏離預期的空氣流量的變化大于閾值，指示PCV閥的退化。
[0015]在另一個實施例中，該控制器還包括指令，用于根據相對于預期的變化的估測的變化，指示PCV閥退化的性質，該指示包括，根據該估測的變化大于預期的變化指示PCV閥卡在高流量位置，和根據該估測的變化小于預期的變化指示PCV閥卡在低流量位置。
[0016]在另一個實施例中，該控制器還包括指令，用于根據在發動機起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力瞬時下降的特性，將曲軸箱通風管的斷開和PCV的退化區別開。
[0017]在另一個實施例中，控制器還包括指令，用于根據曲軸箱通風管是否斷開或PCV閥是否退化，設置不同的診斷碼。
[0018]在另一個實施例中，控制器還包括指令，用于響應曲軸箱通風管斷開的指示限制發動機增壓。
[0019]應當明白，提供上面的概述是為了以簡單的形式引進選擇的構思，這種構思在詳細描述中進一步描述。這并不意味著指出要求保護的主題的關鍵的或基本的特征，所要求保護的主題的范圍由權利要求唯一地限定。而且，所要求保護的主題不限于解決上面或本發明的任何部分指出的任何缺點的實施方式。
【專利附圖】

【附圖說明】[0020]圖1示出根據本發明的局部發動機視圖。
[0021]圖2A-B示出用于根據在起動轉動和/或發動機運行期間的曲軸箱通風管壓力的變化，指示一個或更多個曲軸箱通風系統部件退化的高級流程圖。
[0022]圖3-4示出用于根據在發動機起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力瞬時下降和在發動機運行期間相對于歧管空氣流變化的曲軸箱通風管壓力的變化，指示曲軸箱通風系統漏口以及曲軸箱通風系統漏口的位置的示范性方法。
[0023]圖5示出在低歧管空氣流的狀態期間根據曲軸箱通風管空氣流量的變化指示PCV閥退化的示范性方法。
[0024]圖6示出用于根據設置在曲軸箱通風管中的壓力傳感器的輸出指示空氣進氣濾清器的堵塞的示范性方法。
[0025]圖7-8示出可以用于指示曲軸箱漏口和識別該漏口位置的曲軸箱通風管壓力的示范性變化。
[0026]圖9示出用于根據相對于變化的歧管空氣流的曲軸箱通風管壓力變化指示空氣濾清器堵塞的示范性映射。
[0027]圖10示出可以用來指示PCV閥的退化的曲軸箱通風管壓力的示范性變化。【具體實施方式】
[0028]下面的描述涉及用于監控發動機曲軸箱通風系統(例如，圖1的系統)中的曲軸箱通風系統完整性的系統和方法。諸如設置在曲軸箱通風系統的曲軸箱通風管中的壓力傳感器的一個或更多個壓力或流量傳感器的輸出可以用來識別曲軸箱系統漏口、該漏口的位置、PCV閥退化以及空氣濾清器堵塞。發動機控制器可以構造成執行各種程序，例如圖2A-B和圖3-6的程序，以根據發動機起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力(或空氣流量)的變化以及發動機運行期間的相對于歧管空氣流的變化的曲軸箱通風管壓力變化，指示曲軸箱通風系統退化。曲軸箱通風管壓力傳感器可以取向成讀取靜壓力或動壓力。而且，它可以設置在文氏管中(該通風管的頸狀收縮部分)并且因此對壓力或流率敏感或對兩者都敏感。例如，控制器可以根據曲軸箱通風管壓力的瞬時下降的特性確定曲軸箱系統漏口，并且然后還根據在發動機運行期間的曲軸箱通風管真空瞬時下降和變化的每個識別該漏口的位置和來源(圖3、圖4、圖7和圖8)。作為另一個例子，控制器可以根據預期的曲軸箱通風管壓力/空氣流量變化曲線圖相對于實際壓力/空氣流量變化曲線圖的偏離確定PCV閥退化(圖5和圖10)。還有，在高歧管空氣流量狀態期間，控制器可以根據通風管壓力水平對參考壓力的偏離檢測空氣濾清器堵塞(或進口軟管塌陷)，其中該參考壓力(和相關偏移)在低歧管空氣流狀態期間獲悉(圖6和圖9)。通過利用相同的傳感器識別各種系統部件退化，實現硬件減少的好處而不犧牲檢測準確性。
[0029]參考圖1，圖1示出總體用10表示的多汽缸內燃發動機的示范性系統結構。其可以包括在汽車的推進系統中。發動機10可以由包括控制器12的控制系統和經由輸入裝置132來自車輛操作者130的輸入至少部分地控制。在這個例子中，輸入裝置132包括加速器踏板和用于產生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。
[0030]發動機10可以包括用26總體表示的汽缸體的下部，其可以包括曲軸30裝在其內的曲軸箱28，油井32設置在曲軸下面。在曲軸箱28中可以設置加油口 29，以便油可以供給油井32。加油口 29可以包括油蓋33，當發動機在運行時可以封閉油口 29。量油尺套管37可以設置在曲軸箱28中并且可以包括用于測量油井32中的油的水平的量油尺35。此夕卜，曲軸箱28可以包括用于維護曲軸箱28中的部件的多個其他孔。曲軸箱28中的這些孔在發動機運行期間可以保持封閉，以便在發動機運行期間曲軸箱通風系統(在下面描述)可以運行。
[0031]汽缸體26的上部可以包括燃燒室(S卩，汽缸)34。該燃燒室34可以包括具有設置在其中的活塞38的燃燒室壁36。活塞38可以連接于曲軸30，使得活塞的往復運動可以轉換成曲軸的旋轉運動。燃燒室34可以接收來自燃料噴嘴45 (在本文構造成直接燃料噴嘴)的燃料和來自設置在節氣門44下游的進氣歧管42的進入空氣。該汽缸體26還可以包括輸入到發動機控制器12中的發動機冷卻劑溫度(ECT)傳感器46 (在下面更詳細地描述)。
[0032]例如，節氣門44可以設置在發動機進氣口中以控制進入空氣歧管42的空氣流，并且節氣門44上游前面可以是繼之以增壓空氣冷卻器52的壓縮機50。空氣濾清器54可以設置在壓縮機50的上游并且可以過濾進入進氣通道的13的新鮮空氣。進入空氣可以經由凸輪致動的進氣門系統40進入燃燒室34。同樣，燃燒過的排氣可以經由凸輪致動的排氣門系統41離開燃燒室34。在可選的實施例中，一個或更多個進氣門系統和排氣門系統可以電致動。
[0033]排氣燃燒氣體經由設置在渦輪62上游的排氣通道60離開燃燒室34。排氣傳感器64可以沿著排氣通道60設置在渦輪62的上游。渦輪62可以裝有旁通渦輪62的廢氣門(未示出)。傳感器64可以用于提供排氣空氣/燃料比指示的合適的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或寬域排氣氧)、雙態氧傳感器或EGO、HEGO (加熱的EGO)、NOx、HC或CO傳感器。排氣傳感器64可以與控制器12連接。
[0034]在圖1的例子中，曲軸箱強制通風(PCV)系統16連接于發動機進氣口，以便曲軸箱中的氣體能夠以控制的方式從曲軸箱排出。在非增壓的狀態期間(當歧管壓力(MAP)小于大氣壓力(BP)時)，曲軸箱通風系統16經由通風器或曲軸箱通風管74將空氣吸入曲軸箱28中。曲軸箱通風管74的第一側101可以機械地聯接或連接于壓縮機50上游的新鮮空氣進入通道13。在一些例子中，軸箱通風管74的第一側101可以連接于空氣清潔器54(如圖所示)下游的進氣通道13。在其他例子中，曲軸箱通風管可以連接于空氣清潔器54上游的進氣通道13。曲軸箱通風管74的第二相反側102可以經由油分離器81機械地聯接或連接于曲軸箱28。
[0035]曲軸箱通風管74還包括連接于其中的傳感器77，用于提供關于流過曲軸箱通風管74的空氣的估測(例如，流率、壓力等)。在一個實施例中，曲軸箱通風管傳感器77可以是壓力傳感器。當構造成壓力傳感器時，傳感器77可以是絕對壓力傳感器或表傳感器(gaugesensor)。在可選實施例中，傳感器77可以是流量傳感器或流量計。在又一些實施例中，傳感器77可以構造成文氏管。在一些實施例中，除了壓力或流量傳感器77之外，曲軸箱通風管可以任選地包括文氏管75，用于檢測通過它的流。在再一些實施例中，壓力傳感器77可以連接于文氏管75的頸部，以估測文氏管上的壓力下降。一個或更多個附加的壓力/流量傳感器可以在另外的位置連接于曲軸箱通風系統。例如，大氣壓力傳感器(BP傳感器)57可以在空氣濾清器54的上游連接于進氣通道13，用于提供大氣壓力的估測。在一個例子中，在曲軸箱通風管傳感器77構造成表傳感器的情況下，BP傳感器57可以與表壓傳感器77一起使用。在一些實施例中，壓力傳感器(未示出)可以連接于空氣濾清器54下游的和壓縮機50上游的進氣通道13，以提供壓縮機進口壓力(CIP)的估測。但是，由于曲軸箱通風管壓力傳感器77在升高的發動機空氣流率狀況期間(例如，發動機加速期間)提供壓縮機進口壓力的準確的估測，可以減少對專用的CIP傳感器的需要。還有，壓力傳感器59可以連接在壓縮機50的下游，用于提供節氣門進口壓力(TIP)的估測。上面提到的任何壓力傳感器可以是絕對壓力傳感器或表傳感器。
[0036]PCV系統16還將氣體排到曲軸箱外面并且通過導管76 (在本文中也叫做PCV管76)到進氣歧管42中。在一些例子中，PCV管76可以包括單向PCV閥78 (即，當流沿著相反的方向時將會封閉的無源閥)，以在連接于進氣歧管42之前提供來自曲軸箱28里面的曲軸箱氣體的連續抽出。在一個實施例中，PCV閥可以響應其兩側的壓力下降(或通過它的流率)改變其流量的限制。但是，在其他例子中，導管76可以不包括單向PCV閥。在又一些例子中，該PCV閥可以是由控制器12控制的電子控制閥。應當明白，正如本文中所用的，PCV流是指從曲軸箱到進氣歧管通過導管76的氣體的流。類似地，正如本文中所用的，PCV回流是指從進氣歧管到曲軸箱通過導管76的氣體流。當進氣歧管壓力高于曲軸箱壓力時(例如，在增壓發動機運行期間)可以發生PCV回流。在一些例子中，PCV系統16可以裝有用于防止PCV回流的單向閥。應當明白，雖然所示的例子示出PCV閥為無源閥，但是這并不意味著限制，并且在另外的實施例中，PCV閥78可以是電子控制的閥(例如，傳動系控制模塊(PCM)控制的閥)，其中控制器可以命令信號改變該閥的位置從打開位置(或，高流量位置)到關閉位置(或低流量位置)，反之亦然，或其之間的任何位置。
[0037]曲軸箱28中的氣體，可以由未燃燒的燃料、未燃燒的空氣以及完全或部分燃燒的氣體構成。而且，也可以存在潤滑劑霧。因此，各種油分離器可以包含在曲軸箱通風系統16中，以減少通過PCV系統來自曲軸箱的油霧的存在。例如，PCV管76可以包括單向油分離器80，其在來自離開曲軸箱28的蒸氣的油重新進入進氣歧管42之前將它們過濾。其他的油分離器81可以設置在導管74中，以在增壓運行期間除去來自離開曲軸箱的氣體氣流的油。此外，PCV管76也可以包括連接于PCV系統的真空傳感器82。在其他實施例中，MAP或歧管真空(Man Vac)傳感器可以設置在進氣歧管42中。
[0038]本文的發明人已經認識到通過在曲軸箱通風管74中設置壓力傳感器77，不僅在高發動機空氣流狀態下，而且在低發動機空氣流狀態下可以根據通風管中的真空下降(pull-down)檢測曲軸箱系統完整性的漏口(breach)。同時，曲軸箱通風管壓力傳感器77還能夠檢查曲軸箱脈動。這使得曲軸箱系統退化能夠被更準確地識別，同時還能夠可靠地斷定曲軸箱系統漏口的位置。因此，由于通風管中的壓力傳感器用來推知或估測通過該通風管的空氣流的存在，因此該壓力傳感器也能夠用作流量計或表(或與其互換)。因此，在一些實施例中，曲軸箱系統漏口也可以利用曲軸箱通風管中的流量計或文氏管來識別。由于通過曲軸箱通風管的流量可以受PCV閥78的打開/關閉的影響，同樣的曲軸箱通風管傳感器也可以有利地用于診斷PCV閥退化。還有，由于曲軸箱通風管壓力傳感器在發動機運行狀態期間當發動機空氣流量升高時將檢測壓縮機進口壓力，因此可以減少對CIP傳感器的需要。此外，由于通過曲軸箱通風管的流量也受空氣濾清器54的堵塞狀態的影響，因此同樣的曲軸箱通風管傳感器也能夠有利地用于空氣濾清器堵塞的診斷。以這種方式，通過利用發動機系統的現有的曲軸箱通風管壓力或空氣流量傳感器診斷諸如PCV閥、進氣空氣濾清器的發動機部件以及曲軸箱通風系統漏口診斷，在發動機系統中能夠實現減少硬件或軟件的優點。
[0039]在圖1中控制器12被示出為常規的微型計算機，包括:微處理單元108、輸入/輸出端口 110、在這個具體的例子中示為只讀存儲芯片112的用于執行程序和校準值的電子存儲介質、隨機存取存儲器114、保活存儲器116和數據總線。控制器12可以接收來自連接于發動機10的傳感器的各種信號，包括:來自質量空氣流量傳感器58的引進的質量空氣流量(MAF)的測量；來自溫度傳感器46的發動機冷卻劑溫度(ECT);來自傳感器82的PCV壓力；來自排氣傳感器64的排氣空氣/燃料比；曲軸箱壓力傳感器77、BP傳感器57、CIP傳感器58、TIP傳感器59等。而且，控制器12可以根據從各種傳感器接收的輸入監控并調節各種致動器的位置。這些致動器包括，例如，節氣門44、進氣和排氣門系統40、41和PCV閥78。存儲介質只讀存儲器112可以用計算機可讀的數據以及想到但具體未列出的其他變量編程，該計算機可讀的數據表示用于進行下面描述的方法由處理器108可執行的指令。示范性的方法和程序在本文中參考圖2A-6進行描述。
[0040]以這種方式，圖1的系統能夠實現用于至少根據估測的曲軸箱通風管壓力診斷連接于曲軸箱通風系統的發動機部件。在一個實施例中，使能一種用于發動機的方法，包括，在發動機起動轉動期間，根據曲軸箱通風管壓力瞬時下降的特性，指示曲軸箱通風系統退化。在另一個實施例中，使能一種用于發動機的方法，包括，根據在起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力的瞬時下降和在穩態發動機空氣流期間的曲軸箱通風管壓力的變化的每個，識別曲軸箱通風系統漏口的位置。在又一個實施例中，使能一種發動機方法，其包括，在發動機起動轉動期間，在歧管空氣流低于閾值時，增加節氣門打開，并且根據在節氣門打開之后曲軸箱通風管壓力的變化指示曲軸箱通風系統退化。在再一個實施例中，使能一種用于發動機的方法，包括，根據曲軸箱通風管中的壓力指示進氣濾清器的退化。在又一個實施例中，一種用于發動機的方法可以包括，在發動機起動轉動期間，根據曲軸箱通風管壓力瞬時下降的特性，指示連接在曲軸箱和進氣歧管之間的閥的退化。
[0041]現在參考圖2A-2B，圖2A-2B示出，用于在發動機起動轉動和運行期間，根據曲軸箱通風管壓力(或空氣流量)的變化，指示包括曲軸箱通風系統組件和進氣濾清器的一個或更多個發動機部件的退化的方法200。通過利用同樣的傳感器檢測多個發動機部件的退化，實現成本和部件減少的好處。
[0042]在202，可以確認從靜止的發動機起動。例如，可以確認發動機完全停止一段時間并且發動機從完全停止狀態被起動。確認之后，在204，通過用起動馬達的幫助使發動機起動轉動發動機可以被起動。接著在206，可以判斷進氣歧管真空是否高于閾值水平。如果否，則在208，可以調節致動器以升高進氣歧管真空到閾值水平。在一個例子中，被調節的致動器可以是進氣節氣門，其中該調節包括增加該節氣門的打開。在另一個例子中，被調節的致動器可以是連接在曲軸箱和進氣歧管之間的PCV閥，其中該調節包括打開該PCV閥(如果該閥是接通/斷開閥)，或增加該PCV閥的打開(如果該閥是工作循環控制閥)。
[0043]因此，PCV閥可以響應其兩側的壓力下降或通過它的空氣流率兩者。具體說，當它處在低限制位置時，通過該曲軸箱通風管(CVT)的流率大。比較而言，當它處在高限制位置時(聲速地限制的體積流率)，通過CVT的流率是固定的(在高歧管真空，忽略比較小的漏氣部件)。當歧管真空變成明顯足以驅動流(例如，5kPa)但是不高到足以開始引起PCV閥中的限制(例如25kPa)時，發生非常高的CVT流率。這種高流率表現為CVT壓力傳感器中的壓力降。這種下降的存在確認正常的PCV運行并且沒有曲軸箱漏口。
[0044]一旦進氣歧管真空處在閾值水平，程序從206或208進行到210，其中在發動機被起動轉動時，并且在將真空保持在閾值水平或高于閾值水平時，監控曲軸箱通風管壓力(和/或空氣流量)。這包括在發動機起動轉動期間，在發動機速度低于閾值速度時并且在燃料噴射給任何汽缸之前，監控曲軸箱通風管壓力傳感器的輸出。
[0045]因此，在發動機起動轉動期間，進氣歧管真空可以低，因此曲軸箱通風系統的PCV閥的位置是打開的(例如，PCV閥可以是最大打開位置，或在最大的有效面積位置)。這使得大空氣流被吸入通過進氣清潔器，然后通過曲軸箱通風管，然后在通過曲軸箱，進入進氣歧管中。朝著進氣歧管通過曲軸箱通風管的這個流，當在曲軸箱通風管的空氣流瞬時增加時，可以由流量計或文氏管檢測，當在曲軸箱通風管壓力瞬時下降(或在曲軸箱通風管真空瞬時增加)時由壓力傳感器檢測。在起動轉動之后當發動機速度增加并且歧管真空增加時，通過曲軸箱通風管進入進氣歧管的空氣流可以減少。因此，在212，程序包括在起動轉動期間估測曲軸箱通風管壓力的瞬時下降的特性。該估測的特性包括，例如，瞬時下降的幅度，下降的時刻(例如，關于發動機速度或活塞位置)，下降的持續時間等。
[0046]其次在214，該程序包括在發動機起動轉動期間根據曲軸箱通風管壓力的瞬時下降的一個或更多個特性確定并指示曲軸箱通風系統退化。正如上面所討論的，在發動機起動轉動期間，當歧管真空較低時，并且從空氣濾清器通過曲軸箱通風管朝著進氣歧管增加的空氣流被看作曲軸箱通風管壓力的瞬時下降(通風管真空或空氣流的瞬時增加)。但是，這種瞬時下降可以受存在曲軸箱系統漏口(例如，如果通風管斷開)以及PCV閥的位置(例如,PCV閥卡在打開位置(Stuck-open)或卡在關閉位置(stuck-closed))的影響。因此,正如在圖3-4詳細描述的，曲軸箱通風系統完整性漏口，以及該漏口的位置可以至少根據曲軸箱通風管壓力瞬時下降的幅度來指示。例如，在起動轉動期間響應瞬時下降的幅度小于閾值，可以確定曲軸箱系統漏口。
[0047]在曲軸箱系統漏口檢測之后，該程序進行到216，在216根據在曲軸箱通風管的瞬時壓力變化的特性確定PCV閥退化。正如在圖5詳細描述的，這包括在發動機起動轉動期間根據曲軸箱通風管壓力的估測的變化曲線圖(profile)對預期的變化曲線圖的偏離，指示PCV閥退化。應當明白，雖然該程序示出PCV閥退化在曲軸箱系統漏口被診斷之后確定，但是在另外的實施例中，該診斷可以同時進行。
[0048]在發動機起動轉動期間診斷曲軸箱系統漏口和PCV閥退化之后，在218，該程序包括向發動機汽缸噴射燃料并且開始第一汽缸燃燒事件。在發動機起動轉動期間，進氣歧管空氣流可以較低并且當發動機速度增加時(例如，到怠速轉速)，進氣歧管空氣流可以逐漸增加。于是控制器可以繼續汽缸燃燒事件，以使發動機加速。在220，可以確認進氣歧管空氣流(或發動機進口空氣流)高于閾值空氣流。因此，一旦發動機處在或高于怠速轉速時，歧管空氣流以及曲軸箱通風管壓力可以處在穩態水平。具體說，在起動轉動和加速期間發動機速度(與節氣門位置一道)影響進氣歧管抽氣特性，因而影響PCV閥位置。
[0049]在222，該程序包括監控穩態歧管空氣流和穩態曲軸箱通風管壓力。然后，在224和226，該程序包括根據在穩態條件期間的曲軸箱通風管壓力的估測的變化確定曲軸箱系統的退化和進氣濾清器的退化。正如在圖3-4中詳細描述的，這包括，在224，在發動機運行期間，根據相對于穩態歧管空氣流變化(例如，增加)的穩態曲軸箱通風管壓力的變化(例如，減小)，指示曲軸箱系統退化。正如在圖5中詳細描述的，指示空氣濾清器退化包括，在226，根據在發動機運行期間的穩態曲軸箱通風管壓力變化的速率(例如，速率的減小)指示空氣濾清器堵塞的程度。正如在本文中詳細描述的，由于該診斷在高發動機空氣流率下該診斷具有最大的靈敏度，因此空氣濾清器堵塞/軟管塌陷檢測在發動機運行期間進行。應當明白，雖然該程序示出確定空氣濾清器退化與曲軸箱系統漏口診斷同時進行，但是在另外的實施例中，該診斷可以順序地進行。
[0050]在228，在所有的診斷程序已經進行之后，一個或更多個診斷碼可以設置成指示受影響的發動機部件的退化。因此，可以設置不同的診斷碼，以指示空氣濾清器堵塞、曲軸箱系統漏口(包括不同的編碼以指示該漏口的位置/性質)和PCV閥退化。在230，該程序包括根據該指示和設置的診斷碼進行適當的減輕動作。
[0051 ] 在一個例子中，控制器也可以記錄曲軸箱漏口檢測數目以判斷是否已經達到漏口檢測的閾值數目。例如，圖2A-2B的診斷程序可以在給定的發動機運行時間期間再運行多次，包括從鑰匙接通直到鑰匙斷開，以及在鑰匙斷開期間的連續地再運行。當該程序指示曲軸箱漏口時，對于這段發動機運行時間，該控制器可以儲存每次漏口檢測事件，并且一旦達到該檢測的閾值數目執行通報程序。在一些實施例中該閾值可以是一次漏口檢測。在另一些實施例中，為了避免錯誤的強制(positive)檢測，該閾值可以是多次漏口檢測，例如兩次、五次、十次等。一旦達到漏口檢測的閾值數目時，信息可以顯示給車輛操作者，例如，通過激活故障指示燈(MIL)，以將檢測的曲軸箱漏口通知車輛操作者。此外，可以提醒操作者檢查可能的漏口位置(例如，松動或丟失的油蓋，或由于未對齊的/松動的量油尺)。可選地，可以指示可能的漏口位置(如圖4確定的，在下面詳細描述的)。
[0052]減輕動作也可以包括調節一個或更多個運行參數以防止在漏口的曲軸箱、PCV閥或堵塞的濾清器的情況下，在發動機運行期間另外的發動機損壞。例如，如果指示曲軸箱漏口，該減輕動作可以包括延遲來自曲軸箱的潤滑劑的消耗。其他的示范性減輕動作包括減少進入發動機的空氣吸入，限制發動機的速度或轉矩，限制提供給發動機的燃料噴射量，限制節氣門打開、限制增壓量、停止渦輪增壓器以及意圖限制來自漏口的曲軸箱的發動機潤滑劑的吸入的其他各種動作。在一些實施例中，當檢測到曲軸箱漏口時，采取的減輕動作可以是采取多個的減輕動作中的一個。作又一個例子，該多個減輕動作可以包括對曲軸箱加潤滑劑或從輔助的容器泵送潤滑劑到曲軸箱中。
[0053]在一個例子中，響應曲軸箱通風管斷開，可以限制或停止增壓發動機運行(SP，MAP>BP)。在另一個例子中，響應油蓋脫落或量油尺離開位置，可以限制發動機速度。通過限制發動機速度，可以減少甩油(oil sling)，因為在高發動機速度下比低發動機速度更可能使甩油經由油蓋/量油尺而離開。作為又一個例子，響應PCV閥卡在關閉位置，可以進行無故障模式動作，因為漏氣(和任何吸入的油霧)簡單地發送到壓縮機進口并且然后被燃燒。在另外的例子中，控制器可以響應曲軸箱通風管斷開的指示限制發動機速度較大的量，同時響應PCV閥退化的指示限制發動機速度較小的量。
[0054]現在轉向圖3，圖3示出發動機起動轉動期間用于根據曲軸箱通風管壓力瞬時下降的特性指示曲軸箱通風系統退化的方法300。該方法還能夠根據在發動機運行期間的相對于歧管空氣流量變化的曲軸箱通風管壓力的變化確定曲軸箱通風系統退化。[0055]圖3的程序根據以下原理工作:如果發生壓力下降(即，在PCV閥處在低限制位置時是否存在高CVT流)，則能夠確認PCV系統完整性(在第一側101斷開除外)。在裝有MAF傳感器的車輛中第一側101斷開能夠容易確定。對于沒有MAF傳感器的車輛，通過在MAF傳感器58或CVT壓力傳感器77處的高發動機空氣流量沒有壓力下降第一側101的斷開是可以檢測的。
[0056]在302，該程序包括在發動機起動轉動期間估測曲軸箱通風管壓力并且在發動機起動轉動期間監控曲軸箱通風管壓力瞬時下降。該曲軸箱通風管壓力可以由連接在曲軸箱通風管中的壓力傳感器、流量傳感器或文氏管之一估測或推知。正如在本文中所用的，在發動機起動轉動期間估測曲軸箱通風管壓力包括在從靜止狀態的第一次燃燒事件之前。也就是，在將燃料噴射到發動機汽缸中之前。當通過CVT的流率低時，該CVT壓力傳感器實際上是靜壓力傳感器。它既檢查由于流過空氣清潔器產生的穩定的流壓力降又檢查曲軸箱壓力波動。管斷開和曲軸箱漏口影響波動幅度。在304，可以確定瞬時下降的幅度并且與閾值幅度進行比較。在一個例子中，該閾值幅度可以基于在發動機起動轉動期間的歧管真空。在本文中，當通過PCV閥的預期的流變化時該閾值可以增加。即，在一些狀態期間，閾值幅度可以隨著增加歧管真空而增加，并且在其他狀態期間，閾值幅度可以隨著增加歧管真空而減小。
[0057]如果瞬時下降的幅度低于該閾值，于是在314，該程序確定并指示曲軸箱通風系統退化。也就是，在起動轉動期間響應通過曲軸箱通風管的不足的空氣流量可以確定系統漏口。指示曲軸箱通風系統退化包括指示曲軸箱通風管斷開。例如，曲軸箱通風管可以在通風管機械地連接于空氣進入通道(壓縮機的上游)第一側斷開，或在通風管經由油分離器機械地連接于發動機曲軸箱相對的第二側斷開。正如圖4詳細地描述的，控制器可以構造成執行附加的程序，以根據發動機起動轉動(當發動機空氣流量較低時)期間的曲軸箱通風管壓力瞬時下降和在發動機運行狀態(當發動機空氣流較高時)期間相對于穩態歧管空氣流變化的穩態曲軸箱通風管壓力的變化的每個，識別該漏口的位置和性質(例如，通風管斷開的位置)。以這種方式，控制器可以在發動機起動轉動和發動機運行期間根據通過曲軸箱通風管的空氣流的變化指示曲軸箱通風管與發動機曲軸箱通風系統的斷開。
[0058]返回到304，如果瞬時下降的幅度不小于閾值，則可能不存在曲軸箱系統漏口。為了確認這一點，程序進行以進一步確定在發動機起動轉動之后，發動機運行狀態期間的曲軸箱系統漏口。具體說，在306，可以確定歧管真空高于閾值。也就是，當發動機空氣流率(推知或測量)較高時，可以確認發動機已經經過發動機起動轉動狀態并且以限定的速度或高于限定的速度(例如，以發動機怠速轉速或高于怠速轉速)運行。在確認歧管空氣流高于閾值后，在308，程序包括相對于穩態歧管空氣流變化監控穩態曲軸箱通風管壓力的變化。具體說，當發動機運行并且發動機速度增加時，穩態歧管空氣流可以逐漸增加。同時，在沒有任何漏口的情況下，曲軸箱通風管壓力可以預期逐漸增加(即，由于通過曲軸箱通風管的增加的空氣流，在曲軸箱通風管產生的真空的量可以增加)。
[0059]在310，可以判斷在發動機運行期間穩態曲軸箱通風管壓力(CVT)的減小否與穩態歧管空氣流的增加成比例。也就是說，可以判斷在發動機以高發動機空氣流運行期間是否存在曲軸箱通風管產生大于閾值的真空量。如果在發動機運行期間穩態曲軸箱通風管壓力變化和穩態歧管空氣流成比例，于是在312，可以確定不存在曲軸箱通風系統退化，或漏口。如果該變化不成比例，于是該程序進行到314，以在發動機速度在閾值速度或高于閾值速度時根據曲軸箱通風管壓力減小與歧管空氣流增加不成比例一段時間，指示曲軸箱通風系統退化(例如，曲軸箱通風管斷開)。例如，在高發動機空氣流時，響應曲軸箱通風管中減少的或沒有真空產生，確定曲軸箱漏口。正如本文中所用的，在發動機運行期間判斷穩態曲軸箱通風管壓力(CVT)的減小與穩態歧管空氣流的增加是否成比例包括判斷它們之比是否偏離于閾值比，或它們的絕對差是否大于閾值差。
[0060]在314，通過設置診斷碼控制器可以指示曲軸箱通風系統漏口。而且，響應該指示，可以執行一個或更多個減輕動作。這些動作可以包括，例如，限制發動機速度和負荷以便減少/延遲來自曲軸箱的潤滑劑泄漏和潤滑劑吸入到發動機部件中。用于識別曲軸箱通風系統漏口的示范性映射在本文中示于圖7-8。
[0061]現在轉向圖4，方法400示出可以執行的程序，以根據在發動機起動轉動期間的曲軸箱通風管中壓力瞬時下降和在發動機加速期間和之后的曲軸箱通風管真空的變化的每個確定曲軸箱系統漏口的位置。
[0062]在402，可以確認在起動轉動時曲軸箱通風管壓力的瞬時下降的幅度小于閾值。如在圖3詳細描述的，在發動機起動轉動期間，當發動機空氣流較低，較高的空氣流可以通過曲軸箱通風管(沒有漏口的情況下)，其可以作為曲軸箱通風管壓力的瞬時下降(或通風管真空的瞬時增加)由曲軸箱通風管壓力傳感器來檢測。如果存在漏口，瞬時管的幅度可以減小。
[0063]當確認后，在404，可以判斷在發動機運行期間(S卩，在發動機起動轉動之后在發動機速度大于閾值時)的穩態曲軸箱通風管壓力(CVT)的減小與在發動機運行期間的穩態歧管空氣流的增加之比是否小于閾值比。可選地，可以判斷它們之間的絕對差是否大于閾值差。因此，可以判斷在較高發動機空氣流期間在通風管中產生的真空是否在閾值水平或低于閾值水平。
[0064]在又一個實施例中，如果觀察到瞬時下降，可以確定PCV系統不退化，并且然后控制器可以檢查在第一側101的斷開。這可以在高發動機空氣流率時通過檢查有問題的(corrupted)MAF讀數和在MAP傳感器的壓力降太小來進行。可選地，第一側的斷開可以根據在高發動機空氣流率的CVT壓力傳感器77的壓力下降太小來識別。也可以利用在CVT壓力傳感器77的波動的檢測。
[0065]在406，響應在起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力的瞬時下降低于閾值幅度和在發動機運行期間的穩態歧管空氣流增加期間穩態曲軸箱通風管壓力的減少低于閾值速率，可以確定在曲軸箱通風管的第一側曲軸箱通風系統漏口。例如，響應在發動機起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力的突然瞬時下降和在發動機加速期間基本上沒有產生的曲軸箱通風管真空(零真空)，確定漏口在通風管的第一側。具體說，可以確定曲軸箱系統退化是由于曲軸箱通風管在第一側斷開，在該第一側其機械地連接于空氣進氣進入通道。用于識別在第一側的曲軸箱系統漏口的示范性映射在本文中示于圖7。
[0066]比較而言，在408，響應在起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力的瞬時下降低于閾值幅度和在發動機運行期間在穩態歧管空氣流增加期間穩態曲軸箱通風管壓力的減少高于閾值速率，可以確定在曲軸箱通風管的第二側的曲軸箱通風系統漏口。例如，響應在發動機起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力的突然瞬時下降和在發動機加速期間減小的產生的曲軸箱通風管真空，確定在通風管的第二側退化。具體說，可以確定在曲軸箱通風管的相對的第二側存在曲軸箱系統退化，在該第二側其機械地連接于曲軸箱。因此，在第二側曲軸箱系統退化可以包括下列之一:曲軸箱通風管在第二側與曲軸箱斷開、曲軸箱加油口蓋的脫離、曲軸箱油位測量桿的脫離以及曲軸箱通風管第二側的堵塞。
[0067]為了區別在第二側曲軸箱漏口之間的差別，程序進行到410，在410確定漏口的孔尺寸。在一個例子中，也可以確定該漏口的孔尺寸。在412，可以判斷該孔尺寸是否大于閾值尺寸。如果是，于是在414，可以根據孔尺寸大于閾值可以確定曲軸箱加油口的脫離。此夕卜，在416，可以確定在第二側的漏口是由于曲軸箱通風管在第二側與曲軸箱斷開、曲軸箱油位測量桿的脫離或曲軸箱通風管在第二側堵塞。用于識別曲軸箱系統在第二側漏口的示范性映射在本文中示于圖7-8。
[0068]因此，當PCV閥處在低限制(完全打開)位置時，在曲軸箱通風管中通常得到大的空氣的流。由于標準的氣動控制、主動的PCM控制或PCV閥故障，該PCV閥可以處在這個位置。這種高空氣流率表現為在曲軸箱通風管壓力/流率傳感器的壓力下降或流率增加。在一個例子中，歧管真空可以計算并且用來推知PCV閥位置。如果曲軸箱漏口(蓋脫落、量油尺離開正常位置或曲軸箱通風管與曲軸箱斷開)，于是在PCV閥打開時高空氣流率不指示。例如，壓力下降不發生或不明顯減小。當漏口的面積(孔面積或孔尺寸)增加時壓力下降的幅度或曲軸箱通風管空氣流率的大小也下降。油蓋脫落和軟管斷開同樣完全消除該下降。對于量油尺離開正常位置也可以發生一些減小的下降。
[0069]當在406、414和416確定曲軸系統漏口的位置和性質后，該程序進行到418，以通過設置診斷碼指示曲軸系統漏口的位置和性質。因此，根據在曲軸箱通風管的第一側或第二側是否檢測到漏口，并且還根據在第二側的漏口的性質可以設置不同的診斷碼。在420，MIL可以被點亮和/或信息可以發送以通知車輛操作者關于曲軸系統漏口的位置和性質。在422，可以調節一個或更多個發動機運行參數以臨時限制發動機功率，以便減少潤滑劑從漏口的曲軸箱通風系統滲漏和將潤滑劑吸入到發動機部件中(其可以使發動機運行退化)。
[0070]因此，如果曲軸箱通風管在主要的發動機空氣導管(即，在壓縮機進口，在本文中也叫做第一側)斷開，在PCV閥完全打開期間將仍然檢測到高空氣流率。在一個例子中，響應位于曲軸箱通風管第一側上的漏口，或曲軸箱通風管第二側上的漏口的指示，發動機控制系統可以限制發動機增壓。例如，增壓發動機運行可以停止。
[0071]現在轉向圖7，在映射700、710和720示出示范性曲軸箱系統完整性漏口診斷。具體說，映射700-720以相應的上部曲線(曲線702、712、722)示出在起動轉動期間的曲軸箱通風管(CVT)壓力瞬時下降的特性，并且以相應的下部曲線(曲線704、714、724)示出在發動機運行(穩態狀態)期間在增加的歧管空氣流的情況下的曲軸箱通風管壓力下降的特性。該映射的上部曲線關于沿著X軸的發動機運行的時間繪出，而該映射的下部曲線關于沿著X軸的發動機空氣流率(如所示)繪出。
[0072]正如前面詳細描述的，曲軸箱通風管的管道設置和曲軸箱通風管壓力傳感器在該通風管內的具體位置使曲軸箱通風管在高發動機空氣流率時達到真空。因此，如果傳感器檢測到真空，可以確定沒有漏口并且通風管正確地連接。但是，如果沒有檢測到真空，則可以確定曲軸箱系統完整性漏口。因此，通風管任何一側(在機械地連接于空氣進入通道的第一側或連接于曲軸箱的第二側)的斷開可以導致在高發動機空氣流率時減小的真空(其中真空減小的程度根據漏口是在第一側或第二側而不同)。此外，當第二側斷開時，可能檢測不到曲軸箱波動。
[0073]映射700示出一個例子，其中CVT壓力(曲線702)的瞬時下降的幅度大于閾值量，表示在發動機起動轉動期間足夠的空氣流通過該通風管。此外，在發動機運行期間，穩態CVT壓力的下降與穩態歧管空氣流(曲線704)的增加成比例。換句話說，當發動機空氣流增加時，較小的但是逐漸的流通過該通風管，并且相應的真空產生并且由曲軸箱通風管中的壓力或流量傳感器檢測。
[0074]映射710示出第二個例子，其中CVT壓力(曲線712)的瞬時下降的幅度小于閾值量，表示在發動機起動轉動期間不足夠的空氣流通過該通風管。此外，在發動機運行期間，穩態CVT壓力的減小與穩態歧管空氣流的增加不成比例,但是該減小仍然大于閾值速率(曲線714)。具體說，在高發動機空氣流狀態(如在曲線704所示，與在沒有漏口時產生的真空相比)期間，減小的真空由曲軸箱通風管中的壓力或流量傳感器檢測。在這里，響應在起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力的瞬時下降低于閾值幅度和在歧管空氣流的穩態增加期間的曲軸箱通風管壓力的減少大于閾值速率，指示在曲軸箱通風管的第二側的曲軸箱通風系統漏口。該第二側對應于曲軸箱通風管機械地連接于曲軸箱的一側。正如在圖8詳細地描述的，在第二側的各種曲軸箱系統退化可以根據曲軸箱通風管壓力和流量特性進一步區分。
[0075]映射720示出第三個例子，其中CVT壓力(曲線722)的瞬時下降的幅度小于閾值量(在所示的例子中，小于曲線702的幅度，但是大于曲線712的幅度)，表示在發動機起動轉動期間不足夠的空氣流通過該通風管。此外，在發動機運行期間，穩態CVT壓力的減小與穩態歧管空氣流的增加不成比例，其中該減小小于閾值速率(曲線724)。具體說，在高發動機空氣流(如曲線704所示，與在沒有漏口時產生的真空相比)狀態期間，基本沒有真空(零真空)被曲軸箱通風管中的壓力或流量傳感器檢測。在這里，響應在起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力的瞬時下降低于閾值幅度和在歧管空氣流穩態增加期間的曲軸箱通風管壓力的減少低于閾值速率，指示在曲軸箱通風管的第一側的曲軸箱通風系統退化。該第一側對應于曲軸箱通風管機械地連接于空氣進入通道的一側。例如可以指示在第一側的漏口是由于曲軸箱通風管在的第一側與空氣進入通道斷開。
[0076]現在轉向圖8，為了區分在曲軸箱通風管的第二側可能導致漏口被識別的不同狀態，示范性曲軸箱系統完整性漏口診斷用映射800、810和820示出。具體說，映射800-820以相應的上部曲線(曲線802、812、822)示出在起動轉動期間的曲軸箱通風管(CVT)壓力瞬時下降的特性，并且以相應的下部曲線(曲線804、814、824)示出在發動機運行(穩態狀態)期間的在增加的歧管空氣流的情況下曲軸箱通風管壓力的下降特性。所有的上部曲線關于沿著X軸的發動機運行的時間繪出，而所有的下部曲線關于沿著X軸的發動機空氣流率(如所示)繪出。
[0077]映射800示出由曲軸箱加油口蓋的脫落引起的在曲軸箱通風管第二側的曲軸箱系統漏口的第一個例子。其中，CVT壓力(曲線802)的瞬時下降的幅度小于閾值量，表示在發動機起動轉動期間不足夠的空氣流通過該通風管。此外，在發動機運行期間，穩態CVT壓力的下降與穩態歧管空氣流的增加不成比例。具體說，在閾值發動機空氣流水平(曲線804)之后，沒有真空被曲軸箱通風管中的壓力或流量傳感器檢測到。在這里，還根據漏口的孔尺寸大于閾值量，指示油蓋脫落狀態。
[0078]映射810示出由曲軸箱油位測量桿的移動引起的在曲軸箱通風管第二側的曲軸箱系統漏口的第二個例子。其中，CVT壓力(曲線812)的瞬時下降的幅度小于閾值量，表示在發動機起動轉動期間不足夠的空氣流通過該通風管。此外，在發動機運行期間，穩態CVT壓力的下降與穩態歧管空氣流(曲線814)的增加不成比例。具體說，在高發動機空氣流狀態期間，沒有真空被曲軸箱通風管中的壓力或流量傳感器檢測到。在這里，還根據漏口的孔尺寸小于閾值量，指示油量油尺離開狀態。
[0079]應當明白，在曲軸箱通風管包括具有連接的壓力傳感器的文氏管的實施例中，響應油蓋的脫落或量油尺離開位置，得到的通過文氏管的大空氣流作為深度真空被該連接的壓力傳感器檢測。因此，由于油蓋脫落產生的真空可以大于由于量油尺的離開位置產生的真空。
[0080]映射820示出由曲軸箱通風管在第二側被堵塞或阻塞引起的在曲軸箱通風管第二側的曲軸箱系統漏口的第三個例子。其中，CVT壓力(曲線822)的瞬時下降的幅度小于閾值量，表示在發動機起動轉動期間不足夠的空氣流通過該通風管。此外，在發動機運行期間,在穩態歧管空氣流的增加期間觀察穩態CVT壓力的增加。具體說,在高發動機空氣流狀態期間，高(正)壓力由曲軸箱通風管中的壓力或流量傳感器檢測。響應這些狀態，確定在曲軸箱通風管第二側(連接于曲軸箱)的阻塞。
[0081]以這種方式，用于曲軸箱通風系統監控的現有的傳感器也可以有利地用于識別曲軸箱系統完整性漏口的位置和性質。
[0082]現在轉向圖5，圖5示出用于在發動機起動轉動期間根據曲軸箱通風管壓力和/或空氣流率的變化指示PCV閥(S卩，在曲軸箱和進氣歧管之間，連接在曲軸箱強制通風管中的閥)退化的示范性的方法500。因此，圖5的程序可以在根據瞬時下降的特性確認曲軸箱漏口是否已經被確定之后進行。
[0083]因此，圖5的方法評價在PCV閥(歧管真空)兩側的壓力下降和通過該閥的流率(CVT流率)兩者都由CVT壓力傳感器測量的情況下，在發動機運行期間(或在服役過程期間)的PCV流動特性。在圖5的一些實施例中，該方法可以以給定的歧管真空簡單地驗證CVT流率。在這里，在大多數受限制的PCV閥位置，CVT流率相當低，因此它處在噪音中。在最小限制流率位置，該流率是顯著的(即，將看到瞬時下降)。
[0084]在502，該程序包括確認發動機進口空氣流低于閾值流。在一個例子中，當發動機速度低于閾值速度時并且在閾值數目的燃燒事件發生之前，在發動機起動轉動和早期加速期間發動機進入空氣流可以低于閾值流。其次，在504，可以確認歧管真空低于閾值真空水平。例如，可以確認歧管真空小于40kPa。如果歧管真空不低于該閾值，于是，在505，可以調節致動器以提供希望的歧管真空水平。例如，可以調節節氣門打開以便保持歧管真空低于閾值真空水平。因此，由于節氣門打開與通過PCV閥的流率有關，因此可以調節該節氣門打開，以提供歧管真空水平(例如13kPa)，以便提供通過該PCV閥的最大的流。
[0085]圖5的程序利用曲軸箱通風管壓力傳感器的輸出以估測PCV閥退化。具體說，曲軸箱通風管中的表壓傳感器(gauge pressure sensor)可以有利地用作流量計以檢測曲軸箱通風管中的空氣流率的變化。但是，這種壓力傳感器可以與作為一種流的曲軸箱通風管中任何真空有關。換句話說，通過曲軸箱通風管的流可以作為在曲軸箱通風管壓力傳感器中的真空被檢測，并且同樣地，曲軸箱通風管中的真空也可以作為真空在曲軸箱通風管壓力傳感器處被檢測。因此，通過當發動機進入空氣流低于閾值流時通過執行診斷程序，僅僅當發動機進氣流自身不引起被檢測的真空時的狀態期間依賴曲軸箱通風管壓力傳感器輸出。同樣，當歧管真空低于閾值真空水平時通過執行診斷程序，僅僅當歧管真空自身不引起被檢測的真空時的狀態期間依賴曲軸箱通風管壓力傳感器輸出。此外，在當發動機進入空氣流低并且歧管真空低(即，在發動機起動轉動和早期加速期間)時的狀態期間，通過曲軸箱通風管空氣流率預期是高空氣流。因此，通過在這些狀態期間執行診斷程序，為了可靠的診斷，基于曲軸箱通風管空氣流變化的PCV閥診斷僅僅當存在通過該通風管的足夠的空氣流時能夠實現。
[0086]在506，該程序包括根據當前的發動機進氣流和歧管真空水平確定預期的曲軸箱通風管壓力和/或空氣流變化曲線圖(profile)。對于給定的發動機速度該預期的變化曲線圖可以包括預期的通風管壓力和預期的通風管流率。在508，該程序包括根據曲軸箱通風管壓力傳感器的輸出，估測實際的曲軸箱通風管壓力和/或空氣流變化曲線圖。應當明白，在可選實施例中，該估測的變化曲線圖可以基于連接于曲軸箱通風管文氏管的頸部的專用的曲軸箱通風管流量傳感器或壓力傳感器的輸出。對于給定的發動機速度，該估測的變化曲線圖可以包括測量的和/或推知的通風管壓力和測量的和/或推知的通風管流率。
[0087]因此，在發動機起動轉動和隨后的加速期間，該PCV閥首先處在更多打開位置(例如，當歧管真空較低并且節氣門打開小時，在最大打開位置)。在這些狀態期間，通過曲軸箱通風管的空氣流相當高，并且當通風管空氣流瞬時增加或通風管壓力瞬時減小時，可以通過曲軸箱通風管壓力/流量傳感器來估測。于是，當發動機速度高于閾值，并且歧管真空較高時，PCV閥可以處在第二較少打開的位置(例如，在能夠實現較低的流的較小的固定的孔位置)。例如，在該第二位置，可以控制通過PCV閥到音頻阻塞孔(sonic choked hole)的流。在這些狀態期間，通過曲軸箱通風管的空氣流下降并且穩定在穩態，這也可以通過曲軸箱通風管壓力/流量傳感器來估測。如果PCV閥卡在打開位置，在高歧管真空狀態，曲軸箱通風管空氣流可以繼續升高而不是下降并且穩定在穩態值。同樣，如果在起動轉動期間PCV閥保持在小的孔位置，在較低的歧管真空狀態期間，曲軸箱通風管空氣流可以不升高到預期的值。因此，通過比較曲軸箱通風管壓力的預期的流/壓力變化曲線圖的特性變化和由曲軸箱通風管壓力/流量傳感器估測的曲軸箱通風管流/壓力變化曲線圖的實際變化，能夠識別PCV閥退化。
[0088]因此，在510，測量的或估測的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖和/或空氣流變化曲線圖可以與預期的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖和/或空氣流變化曲線圖進行比較，并且可以確定變化曲線圖之間的絕對差是否大于閾值。也就是，可以判斷預期的和實際的曲軸箱通風管壓力值或流率是否相互偏離大于閾值的量。如果不，于是在512，該程序確定沒有PCV閥退化。
[0089]如果存在偏離，于是在514，確定PCV閥可能退化，并且程序可以進行以根據估測的曲軸箱通風管壓力和流率變化曲線圖的特性確定該退化的性質。具體說，在516，可以判斷該估測的曲軸箱通風管壓力或流率是否大于預期的曲軸箱通風管壓力(或空氣流率)大于閾值量。可選地，可以判斷估測的曲軸箱通風管壓力的瞬時下降的幅度是否大于預期的幅度(或閾值幅度)。如果是，于是在518，可以確定由于PCV閥卡在打開位置，該估測的曲軸箱通風管壓力/空氣流變化曲線圖大于預期的變化曲線圖(或曲軸箱通風管壓力的瞬時下降的幅度是否大于預期的幅度)。通過設置合適的診斷碼控制器可以對其進行指示。
[0090]如果該估測的曲軸箱通風管壓力或空氣流率不大于預期的通風管壓力(或空氣流率)，于是可以確認該估測的曲軸箱通風管壓力或空氣流率小于預期的通風管壓力(或空氣流率)大于閾值量。可選地，可以判斷該估測的曲軸箱通風管壓力的瞬時下降的幅度是否低于預期的幅度(或閾值幅度)。當確定后，在522，可以判斷曲軸箱退化狀態是否已經被確定。正如在前面參考圖2A-2B詳細描述的，曲軸箱通風系統完整性漏口可以在開始圖5的PCV閥診斷程序之前已經被確定。正如關于參考圖3-4所說明的，曲軸箱通風系統完整性漏口，以及該漏口的位置可以根據在發動機起動轉動期間的曲軸箱通風管壓力瞬時下降的特性，以及發動機運行期間的相對于穩態歧管空氣流變化的穩態曲軸箱通風管壓力的變化來確定。
[0091 ] 因此，如果存在曲軸箱系統完整性漏口，則可能存在曲軸箱通風管壓力和空氣流率的其中一個或更多個的變化，其任何一個可以對曲軸箱通風管壓力/流量傳感器輸出有影響，并且在發動機起動轉動和加速期間產生變化曲線圖。此外，該變化曲線圖受曲軸箱漏口位置的影響。例如，由于該漏口引起該預期的流率的短路(short circuit),發生在曲軸箱通風管第二側(即，連接于曲軸箱的曲軸箱通風管的這側)的曲軸箱系統漏口可以引起曲軸箱通風管流率大大減少。此外，在高發動機空氣流率(與在沒有漏口的情況下的高發動機空氣流率時顯示的真空相比)時曲軸箱通風管壓力傳感器可以不再顯示真空。能夠引起這些效果的通風管第二側上的漏口包括，例如，通風管第二側與曲軸箱的斷開、曲軸箱加油口蓋脫落、或曲軸箱油位測量桿位移。作為另一個例子，發生在曲軸箱通風管第一側(即，連接于空氣進入通道的曲軸箱通風管的這側)上的曲軸箱系統漏口可以使曲軸箱通風管流率基本不受影響，但是，在高發動機空氣流率(與在沒有漏口的情況下的高發動機流率時所顯示真空相比)時曲軸箱通風管壓力傳感器可以不再顯示真空。可以引起這些后果的曲軸箱通風管第一側上的漏口包括，例如，通風管第一側與空氣進入通道的斷開。
[0092]因此，如果前面確定沒有曲軸箱漏口，在524，由于PCV閥保持在低流打開位置(例如，在小的孔位置或關閉位置)，程序確定估測的曲軸箱通風管壓力/空氣流變化曲線圖小于預期的變化曲線圖(或曲軸箱通風管壓力的瞬時下降的幅度小于預期的幅度)。通過設置合適的診斷碼控制器可以指示PCV閥退化。因此，被設置為由于閥卡在打開位置指示PCV閥退化的診斷碼(在518)可以不同于由于該閥卡在關閉位置而指示PCV閥退化所設置的診斷碼(在524)。如果在前面確定曲軸箱退化，在526，控制器可以確定PCV閥可以是起作用的并且不退化。
[0093]應當明白，在一些實施例中，除了在522確認曲軸箱系統漏口是否被確定之外，還可以判斷空氣濾清器是否被診斷并且如果被診斷，空氣濾清器阻塞的程度可被兼顧到PCV閥診斷中來。正如在圖10詳細描述的，如果空氣濾清器堵塞被確定，于是，在524，預期的變化曲線圖和估測的變化曲線圖之間的偏離可能是由于空氣濾清器被堵塞而不是PCV閥卡在低流位置。相對于觀察的該估測的和預期的曲軸箱通風管流率變化曲線圖之間的偏離，控制器可以根據(已知的)濾清器堵塞的程度在這些狀態之間進行區分。例如，如果該偏離大于預期的濾清器堵塞程度的因素，可以確定曲軸箱系統漏口。
[0094]以這種方式，在發動機起動轉動期間，根據由曲軸箱通風管壓力或流量傳感器估測的通過曲軸箱通風管的空氣流的變化，可以確定PCV閥退化。根據預期的流量變化曲線圖對估測的流量變化曲線圖的偏離，由于卡在打開位置的閥引起的PCV閥退化可以更好地區分于由卡在關閉位置的閥引起的退化。通過在完成曲軸箱系統退化診斷程序之后進行PCV閥診斷程序，由于在曲軸箱通風管任何一側或曲軸箱通風管的空氣進入通道側的曲軸箱系統漏口引起的曲軸箱通風管壓力或流量的變化可以被兼顧進來以實現可靠的PCV閥診斷。具體說，由于曲軸箱系統漏口(例如，由于通風管斷開或加油口蓋移位)引起的曲軸箱通風管壓力或流量的變化不同于由于退化的PCV閥引起的曲軸箱通風管壓力或流量的變化。
[0095]在一個例子中，響應PCV閥卡在打開位置(或在高流量位置)，可以限制發動機增壓，使得MAP低于BP。因此，卡在打開位置的PCV閥導致曲軸箱氣體和油霧被吹入壓縮機中。這引起快速油消耗的危險，這種危險可以通過限制(或，停止)增壓來減少。比較而言，卡在關閉位置的PCV閥基本上產生陳舊(stale)的空氣曲軸箱通風系統。長此以往，這導致在發動機有油的部分中形成發動機沉淀物。因此，不需要減輕動作。可選地，響應PCV閥卡在關閉位置(或在低流量位置)，可以限制發動機速度。
[0096]應當明白，雖然圖5的程序被示出為在發動機起動轉動時進行，但是在另外的實施例中，例如在發動機連接在混合動力車輛系統的實施例中，或其中發動機連接被配置為響應于怠速停止狀況選擇性停用的發動機啟動/停止系統中，圖5的方法也可以在鑰匙關閉狀態(即，在車輛操作者已經將鑰匙轉動到關閉位置)進行。例如，在車輛鑰匙關閉狀態，控制器可以關閉進氣節氣門并且可以用在任何給定位置的PCV閥進行真空衰減測試。于是根據來自曲軸箱通風管的真空衰減速率可以確定PCV閥退化。
[0097]一種示范性的PCV閥診斷示于圖10的映射1000中。具體說，映射1000示出沿著Y軸的曲軸箱通風管空氣流率的變化和沿著X軸的歧管真空的變化。曲線1002-1008示出相對于用于診斷PCV閥的歧管真空的通風管流率的示范性變化。
[0098]曲線1002示出在發動機起動轉動和加速期間的曲軸箱通風管空氣流率的預期的變化的第一曲線。正如在前面詳細描述的，在發動機起動轉動期間，當歧管真空低(并且節氣門打開小)時，PCV閥可以處在打開位置，使大量空氣從進氣濾清器被引導，通過曲軸箱通風管，經由曲軸箱，到進氣歧管。結果，在低歧管真空水平(例如，在13kP或13kPa周圍)，可以看到通過曲軸箱通風管的相當高的空氣流率。于是，當發動機從起動轉動進行到加速時，節氣門打開可以增加，PCV閥打開可以減小(例如，到固定的較小的孔位置或低流量位置)，歧管真空可以增加(例如，高于13kPa)，并且進入并通過曲軸箱通風管的空氣流可以減少，使得曲軸箱通風管空氣流率下降并且最終穩定。
[0099]曲線1004示出在存在卡在打開位置的PCV閥的情況下在發動機起動轉動和加速期間的曲軸箱通風管空氣流率的估測的變化的第二曲線。其中，當發動機從起動轉動進行到加速時，正如所預期的，由于PCV閥卡在打開位置，PCV閥的打開不減少。因此，當歧管真空增加時，進入并通過曲軸箱通風管的空氣流可以繼續增加，使得估測的曲軸箱通風管空氣流率和變化曲線圖(曲線1004)高于該預期的空氣流率和變化曲線圖(曲線1002)。
[0100]曲線1006示出在存在保持在低流位置的PCV閥的情況下在發動機起動轉動和加速期間的曲軸箱通風管空氣流率的估測的變化的第三曲線。其中，當發動機起動轉動期間，PCV閥不能打開到完全打開的位置，使相當少量的空氣從進氣濾清器被引導，通過曲軸箱通風管，經由曲軸箱，到進氣歧管。結果，在低歧管壓力水平，可以看到通過曲軸箱通風管的相當小的空氣流率，使得估測的曲軸箱通風管的空氣流率和變化曲線圖(曲線1006)低于預期的空氣流率和變化曲線圖(曲線1002)。
[0101]曲線1008示出在存在起作用/正常運轉的PCV閥和完全堵塞的空氣濾清器的情況下在發動機起動轉動和加速期間的曲軸箱通風管空氣流率的估測的變化的第四曲線。其中，正如在曲線1006 —樣，在發動機起動轉動期間，即使PCV閥打開，來自進氣濾清器，通過曲軸箱通風管，經由曲軸箱，進入進氣歧管的空氣流由于堵塞的空氣濾清器可以被減少。結果，在低歧管真空水平，可以看到通過曲軸箱通風管的相當小的空氣流率，使得估測的曲軸箱通風管的空氣流率和變化曲線圖(曲線1006)低于預期的空氣流率和變化曲線圖(曲線1002)。
[0102]在一個例子中，監控曲線1002以確定PCV閥是否不退化，監控曲線1004以確定PCV閥是否卡在低限制位置，監控曲線1006以確定PCV閥是否卡在高限制位置，并且監控曲線1008以確定空氣濾清器是否堵塞或凍結在關閉位置。
[0103]應當明白，雖然圖10的例子示出根據估測的通風管空氣流率變化曲線圖對預期的空氣流率變化曲線圖的偏離確定PCV閥退化，但是在另外的例子中，對其進行確定可以根據(或示出為)估測的通風管真空變化曲線圖對預期的真空變化曲線圖的偏離。以這種方式，用于曲軸箱通風系統監控的現有的傳感器可以有利地也用于可靠地診斷PCV閥。
[0104]現在轉向圖6，圖6示出用于根據由曲軸箱通風管中的壓力傳感器估測的曲軸箱通風管壓力指示進氣濾清器的退化的示范性方法600。因此，圖6的程序可以作為圖2A-2B的程序的一部分執行。
[0105]在602，該程序包括確認歧管空氣流是否低于第一閾值。通過確認歧管空氣流低于第一閾值，可以確認在低發動機流狀態(例如，在無發動機流期間)計算傳感器偏移，以便減少計算中來自發動機流的噪音干擾。其次，在604，在低歧管空氣流狀態期間可以用設置在曲軸箱通風管中的壓力傳感器估測曲軸箱通風管壓力。曲軸箱通風管中的該壓力傳感器可以是，例如，絕對壓力傳感器或表壓傳感器。在壓力傳感器是絕對壓力傳感器的實施例中，它可以或可以不連接于大氣壓力傳感器。在壓力傳感器是表傳感器的實施例中，絕對大氣壓力傳感器(例如，圖1的BP傳感器57)可以連接于它(例如，附加地出現在過濾體積的外面)或結合使用。
[0106]在606，該程序包括計算傳感器偏移。具體說，在低發動機流期間所用的算法將表壓傳感器調節為零，或在低發動機流期間根據來自BP傳感器的大氣壓力讀數獲悉傳感器偏移。以這種方式，控制器從曲軸箱通風管壓力傳感器有效地獲悉或推知大氣壓力，并且能夠或者利用在低發動機流的曲軸箱通風管壓力傳感器的輸出作為大氣壓力本身，或者能夠使用該輸出以確保對單獨檢測的大氣壓力的共同和校準的參考值。在一個例子中，大氣壓力可以從連接于進氣通道(例如，空氣濾清器的上游)專用的大氣壓力傳感器獲悉，或從設置在壓縮機上游和空氣濾清器下游的進口中壓縮機進口壓力傳感器(CIP傳感器)獲悉。但是，通過利用現有的曲軸箱通風管壓力傳感器來估測BP，對于專用BP傳感器或CIP傳感器的需要減少。
[0107]在一個例子中，曲軸箱通風管中的壓力傳感器是第一壓力傳感器并且該偏移根據連接在空氣濾清下游和壓縮機上游的第二壓力傳感器(例如BP傳感器)來確定。具體說，在低歧管空氣流狀態期間該偏移可以基于第一壓力傳感器的輸出相對于第二壓力傳感器的輸出。例如，當第一壓力傳感器是沒有BP傳感器的絕對壓力傳感器時，第一個壓力傳感器的輸出可以用來推知BP。作為另一個例子，當第一個壓力傳感器是絕對有BP傳感器的壓力傳感其時，第一壓力傳感器和連接的BP傳感器的輸出之間的差可以用來推知BP并且獲悉傳感器偏移。作為又一個例子，當第一壓力傳感器是表壓傳感器時，第一個壓力傳感器的與零讀數的差可以用來推知BP并且計算傳感器偏移。
[0108]該計算的偏移然后可以儲存在控制器的存儲器中作為參考壓力。該存儲的偏移然后可以被檢索并且在后來的較高的發動機流狀態期間應用以確定空氣濾清器堵塞，正如在下面詳細描述的。
[0109]其次，在608，可以判斷發動機空氣流(或與發動機空氣流率有關的其他信號)是否高于第二閾值。通過確認發動機空氣流高于第二閾值，當空氣濾清器對曲軸箱通風管壓力的影響較大時，可以確認在較高發動機流狀態空氣濾清器堵塞被估測，以便提高檢測準確性。如果發動機空氣流不大于第二閾值，該程序可以等待直到達到希望的空氣流水平，以進行空氣濾清器堵塞診斷。在610，當確認歧管空氣流水平高于第二閾值后，可以確認該傳感器偏移已經更新。這可以包括確認緊在較高的發動機流狀態之前的較低的發動機流狀態期間獲悉的傳感器偏移已經儲存在控制器中(例如，查找表已經用最近獲悉的偏移更新)。
[0110]在612，當確認偏移已經被更新后，可以根據該更新的偏移調節該傳感器輸出。這包括用該更新的偏移調節曲軸箱通風管壓力傳感器的輸出。在614，可以判斷該調節的傳感器輸出和估測的/推知的 BP之間的偏離是否高于閾值。在一個例子中，該偏離基于傳感器之間的差值。在一個例子中，該偏離基于該傳感器輸出之間的比。如果差不大于閾值量，于是，在616，可以確定空氣濾清器是清潔的并且不堵塞。比較而言，如果差高于閾值量，于是在618，可以指示空氣濾清器堵塞。空氣濾清器堵塞的程度可以根據該調節的傳感器輸出和BP之間的差(例如，相對于閾值)來確定。
[0111]在另一個例子中，可以計算在高空氣流的曲軸箱通風管中的壓力讀數(其基本等于CIP)和在低空氣流估測的參考壓力之間的差。然后。參考空氣濾清器德爾塔壓力可以從查找表檢索。于是控制器可以補償對于實際的情況的參考空氣濾清器德爾塔壓力并且從德爾塔CIP對補償的德爾塔壓力之比計算堵塞系數。即，控制器可以用用于非標準溫度和壓力(STP)的修正，根據在高和低空氣流狀態期間估測的曲軸箱通風管中的壓力之間的差相對于參考空氣濾清器下降之比，估測瞬時的空氣濾清器堵塞系數。在一個例子中，該STP狀態包括103kPa和100° F。作為一個例子，控制器可以利用下面的公式可以估測堵塞系
數:
[0112]
【權利要求】
1.一種用于發動機曲軸箱通風系統的方法，包括: 在發動機起動轉動期間，根據曲軸箱通風管壓力瞬時下降的特性指示連接在曲軸箱和進氣歧管之間的閥退化。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述曲軸箱通風管壓力由位于所述曲軸箱通風管中的壓力傳感器估測。
3.根據權利要求2所述的方法，其中根據所述瞬時下降的特性包括根據所述瞬時下降的幅度。
4.根據權利要求3所述的方法,其中在發動機起動轉動期間包括當發動機從起動起被轉動時并且在燃料被噴射到發動機汽缸之前。
5.根據權利要求4所述的方法，其中在發動機起動轉動期間還包括在發動機速度處在怠速轉速之前并且當進氣歧管空氣流低于閾值時。
6.根據權利要求5所述的方法，還包括，在發動機起動轉動期間，增加進氣節氣門打開程度以將進氣歧管真空升高到閾值水平。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述指示在進行曲軸箱漏口檢測程序之后進行。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述曲軸箱通風管壓力通過位于所述曲軸箱通風管中的流量傳感器推知，所述流量傳感器包括文氏管。
9.一種用于發動機的方法，包括； 根據估測的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖從預期的曲軸箱通風管壓力變化曲線圖的偏離，指示連接在發動機曲軸箱和進氣歧管之間的閥的退化，所述預期的變化曲線圖基于發動機速度和歧管真空。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述指示當歧管真空低于閾值時在發動機起動轉動狀態期間進行。
【文檔編號】G01M13/00GK103670595SQ201310418436
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2012年9月14日
【發明者】R·D·普斯夫, R·R·珍特, J·E·羅林格 申請人:福特環球技術公司