為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),包括:發(fā)動(dòng)機(jī),包括進(jìn)氣通道;以及真空產(chǎn)生裝置,包括動(dòng)力流體入口段、位于所述進(jìn)氣通道內(nèi)的擴(kuò)張排氣段和吸氣口。還提供一種為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),包括:發(fā)動(dòng)機(jī),包括進(jìn)氣通道;真空產(chǎn)生裝置,包括動(dòng)力流體入口段、完全位于所述進(jìn)氣通道內(nèi)的擴(kuò)張排氣段、完全位于所述進(jìn)氣通道內(nèi)的喉管段以及吸氣口;以及包括診斷所述真空產(chǎn)生裝置的泄漏的非暫時(shí)性可執(zhí)行指令的控制器。本實(shí)用新型避免對(duì)真空產(chǎn)生裝置的擴(kuò)張排氣段采取措施來(lái)檢測(cè)擴(kuò)張排氣段中的泄漏。
【專(zhuān)利說(shuō)明】為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在一些車(chē)輛中,真空是提供致動(dòng)力的工具。例如,真空可用以輔助駕駛員使用車(chē)輛制動(dòng)器。真空可經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管、真空泵或噴射器為致動(dòng)器提供動(dòng)力源。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管真空可以是用于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的合適的真空源;然而,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)為渦輪增壓時(shí),可能沒(méi)有足夠的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管真空來(lái)用于操作真空致動(dòng)器。因此,可經(jīng)由噴射器或真空泵為渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)提供真空。
[0003]噴射器以在動(dòng)力流體的流動(dòng)路徑中提供低壓區(qū)域的方式來(lái)提供真空。在一些實(shí)例中,動(dòng)力流體可包含燃料蒸氣、未經(jīng)處理的發(fā)動(dòng)機(jī)排放物和/或發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱蒸氣。如果噴射器產(chǎn)生泄漏,則泄漏氣體可能會(huì)進(jìn)入大氣。例如,噴射器泄漏可在收縮段、擴(kuò)張段或者真空或吸氣段中發(fā)生。由于收縮段、擴(kuò)張段和吸氣段內(nèi)的壓力可顯著變化,因此會(huì)需要三個(gè)或更多的傳感器(例如,每個(gè)部分中一個(gè)傳感器)來(lái)確定噴射器哪部分泄漏(如果存在泄漏)。因此,確定噴射器是否存在泄漏以使得發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)能夠檢測(cè)劣化并向駕駛員發(fā)出警告以及可能采取緩解措施會(huì)變得昂貴而又富于挑戰(zhàn)。此外,滿(mǎn)足調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以確定連接至噴射器的管路是否已經(jīng)斷開(kāi)的要求同樣昂貴或困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于,提供一種為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),以避免對(duì)真空產(chǎn)生裝置的擴(kuò)張排氣段采取措施來(lái)檢測(cè)擴(kuò)張排氣段中的泄漏。
[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述缺陷并已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),包括:包括進(jìn)氣通道的發(fā)動(dòng)機(jī);以及包括動(dòng)力流體入口段、位于進(jìn)氣通道內(nèi)的擴(kuò)張排氣段和吸氣口的真空產(chǎn)生裝置。
[0006]優(yōu)選地,真空產(chǎn)生裝置為噴射器。
[0007]優(yōu)選地,真空產(chǎn)生裝置為文氏管。
[0008]優(yōu)選地,為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng)還包括沿著所述進(jìn)氣通道布置并向所述動(dòng)力流體入口段提供空氣的空氣壓縮機(jī)。
[0009]優(yōu)選地,擴(kuò)張排氣段位于所述空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣口的上游。
[0010]優(yōu)選地,吸氣口與為所述車(chē)輛的真空消耗裝置提供真空的真空罐氣動(dòng)連通。
[0011]優(yōu)選地,為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng)還包括具有診斷所述真空產(chǎn)生裝置的泄漏的非暫時(shí)性可執(zhí)行指令的控制器。
[0012]優(yōu)選地,擴(kuò)張排氣段形成所述進(jìn)氣通道的部分壁。
[0013]本實(shí)用新型還提供一種為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),包括:發(fā)動(dòng)機(jī),包括進(jìn)氣通道;真空產(chǎn)生裝置,包括動(dòng)力流體入口段、完全位于所述進(jìn)氣通道內(nèi)的擴(kuò)張排氣段、完全位于所述進(jìn)氣通道內(nèi)的喉管段以及吸氣口 ;以及包括診斷所述真空產(chǎn)生裝置的泄漏的非暫時(shí)性可執(zhí)行指令的控制器。
[0014]優(yōu)選地,控制器包括用于確定所述動(dòng)力流體入口段和吸氣口中的泄漏的指令,所述控制器不包括用于確定所述擴(kuò)張段中的泄漏的指令。
[0015]優(yōu)選地,控制器包括用于確定所述進(jìn)氣通道中的泄漏來(lái)確定從所述擴(kuò)張段向大氣的泄漏的額外指令。
[0016]優(yōu)選地,為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng)還包括沿著所述進(jìn)氣通道布置的壓縮機(jī),并且所述動(dòng)力流體入口段從所述壓縮機(jī)的上游延伸至所述壓縮機(jī)的下游。
[0017]優(yōu)選地,為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng)還包括沿著所述動(dòng)力流體入口段的長(zhǎng)度布置的閥。
[0018]優(yōu)選地,真空產(chǎn)生裝置為噴射器或文氏管。
[0019]本實(shí)用新型又提供一種為車(chē)輛提供真空的方法,包括:經(jīng)由真空產(chǎn)生裝置的低壓區(qū)域從真空罐吸取一定量空氣;以及經(jīng)由所述真空產(chǎn)生裝置的位于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道內(nèi)的擴(kuò)張排氣段向所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道提供所述一定量空氣。
[0020]優(yōu)選地,為車(chē)輛提供真空的方法還包括診斷來(lái)自真空產(chǎn)生裝置的在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道外側(cè)的泄漏。
[0021]優(yōu)選地,為車(chē)輛提供真空的方法還包括經(jīng)由壓縮機(jī)向所述真空產(chǎn)生裝置提供動(dòng)力流體。
[0022]優(yōu)選地,所述一定量空氣被提供至所述壓縮機(jī)的入口的上游位置處。
[0023]優(yōu)選地,為車(chē)輛提供真空的方法還包括將泄漏從所述擴(kuò)張排氣段引導(dǎo)至所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道。
[0024]優(yōu)選地,所述一定量空氣與來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道的空氣在被從所述擴(kuò)張排氣段排出之前進(jìn)行混合。
[0025]通過(guò)將噴射器或文氏管的擴(kuò)張段放置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道之內(nèi),有可能避免對(duì)噴射器擴(kuò)張段采取措施來(lái)檢測(cè)擴(kuò)張段中的泄漏,這是因?yàn)閿U(kuò)張段中的任何泄漏都會(huì)被釋放到發(fā)動(dòng)機(jī)的封閉邊界內(nèi)。因此,經(jīng)由噴射器提供真空的動(dòng)力流體中所夾帶的碳?xì)浠衔锘蛭唇?jīng)處理的排氣會(huì)被引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸,它們可在此處燃燒,然后在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中進(jìn)行處理。此外,將噴射器安置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道內(nèi)的具體優(yōu)勢(shì)在于可無(wú)需檢測(cè)擴(kuò)張段出口中的斷開(kāi)或泄漏,因?yàn)槠湮挥诎l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道內(nèi)。對(duì)擴(kuò)張段處的連接的檢測(cè)是昂貴的,這是由于需要在擴(kuò)張段內(nèi)布置額外的壓力傳感器。
[0026]本實(shí)用新型可提供若干優(yōu)勢(shì)。具體地,該方法可減少監(jiān)控噴射器的所有部分以診斷噴射器泄漏的必要。此外,該方法可減少監(jiān)控噴射器泄漏所需要的傳感器的數(shù)目。此外,可以在不為車(chē)輛系統(tǒng)增添任何其它傳感器的情況下確定噴射器泄漏。
[0027]通過(guò)單獨(dú)參照【具體實(shí)施方式】或者結(jié)合附圖參照【具體實(shí)施方式】,本實(shí)用新型的上述優(yōu)勢(shì)和其它優(yōu)勢(shì)以及特征將會(huì)變得顯而易見(jiàn)。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解,提供上面的綜述是為了以簡(jiǎn)化的形式引入將在下面的詳細(xì)說(shuō)明書(shū)中進(jìn)一步描述的概念的集合。這并不意味著識(shí)別要求保護(hù)主題的關(guān)鍵或必要特征,其范圍由所附權(quán)利要求來(lái)唯一地限定。另外,所要求保護(hù)的主題不限于解決上面提到的或在本公開(kāi)的任何部分中提到的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式?!緦?zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1示出了發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖;
[0030]圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的空氣通道的示意圖;
[0031]圖3至圖4示出了可無(wú)需對(duì)噴射器或文氏管的擴(kuò)張段進(jìn)行監(jiān)控的真空提供裝置的示例性結(jié)構(gòu);
[0032]圖5示出了示例性文氏管或噴射器;以及
[0033]圖6示出了用于檢測(cè)真空提供裝置泄漏的示例性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0034]本說(shuō)明涉及提供真空以輔助致動(dòng)器操作。圖1示出了為車(chē)輛提供真空的一個(gè)示例性系統(tǒng)。圖2示出了可能向大氣產(chǎn)生泄漏的現(xiàn)有技術(shù)的噴射器系統(tǒng)。圖3和圖4示出了可避免經(jīng)由噴射器或文氏管的擴(kuò)張段向大氣泄漏的示例性噴射器或文氏管系統(tǒng)。示例性噴射器和文氏管在圖5中示出。最后,在圖6中示出了診斷噴射器或文氏管的方法。
[0035]參照?qǐng)D1,通過(guò)電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12控制包括多個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)10,在圖1中示出了其中一個(gè)氣缸。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括燃燒室30和氣缸壁32,活塞36位于其中并與曲軸40連接。燃燒室30被示出分別通過(guò)進(jìn)氣閥52和排氣閥54與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。每個(gè)進(jìn)氣閥和排氣閥可通過(guò)進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53操作。進(jìn)氣凸輪51的位置可通過(guò)進(jìn)氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可通過(guò)排氣凸輪傳感器57確定。
[0036]所示燃料噴射器66被布置為將燃料直接噴入氣缸30,本領(lǐng)域技術(shù)人員稱(chēng)之為“直接噴射”??蛇x地,燃料可以噴射到進(jìn)氣口,本領(lǐng)域技術(shù)人員稱(chēng)之為“進(jìn)氣口噴射”。燃料噴射器66與來(lái)自控制器12的FPW信號(hào)的脈寬成比例地輸送液態(tài)燃料。通過(guò)包括燃料箱、燃料泵和燃料軌(未示出)的燃料系統(tǒng)(未示出)將燃料輸送至燃料噴射器66。驅(qū)動(dòng)器68響應(yīng)于控制器12向燃料噴射器66提供工作電流。此外,進(jìn)氣歧管44被示出與可選電子節(jié)流閥62連通,該節(jié)流閥62調(diào)整節(jié)流板64的位置以控制來(lái)自進(jìn)氣增壓室46的氣流。
[0037]壓縮機(jī)162從進(jìn)氣通道42吸收空氣以供應(yīng)增壓室46。排氣使經(jīng)由軸161與壓縮機(jī)162連接的渦輪機(jī)164旋轉(zhuǎn)。通過(guò)來(lái)自控制器12的信號(hào)可電操作壓縮機(jī)旁通閥158。壓縮機(jī)旁通閥158允許經(jīng)加壓的空氣循環(huán)回到壓縮機(jī)入口以限制增壓。類(lèi)似地,廢氣門(mén)致動(dòng)器72允許排氣繞過(guò)渦輪機(jī)164以便在變化的操作條件下控制增壓。
[0038]經(jīng)由真空提供裝置24向車(chē)輛系統(tǒng)提供真空。壓縮機(jī)162經(jīng)由收縮段管路31提供作為動(dòng)力流體的壓縮空氣來(lái)操作真空提供裝置24。動(dòng)力流體與經(jīng)由止回閥60和真空口管路37來(lái)自真空罐138的空氣混合。當(dāng)由噴射器造成的真空口管路37內(nèi)的壓力低于真空罐138內(nèi)的壓力時(shí),止回閥60允許流動(dòng)。混合空氣在擴(kuò)張段33處離開(kāi)。在一些實(shí)例中,真空罐138可被稱(chēng)作“真空系統(tǒng)存儲(chǔ)罐”,這是因?yàn)槠淠軌驗(yàn)檎麄€(gè)真空系統(tǒng)提供真空,同時(shí)還因?yàn)橹苿?dòng)助力器140也可以包含真空罐??山?jīng)由真空罐壓力傳感器193監(jiān)控存儲(chǔ)罐138中的壓力。真空系統(tǒng)存儲(chǔ)罐138經(jīng)由止回閥65為制動(dòng)助力器140提供真空。止回閥65允許空氣從制動(dòng)助力器140進(jìn)入真空系統(tǒng)存儲(chǔ)罐138,并基本防止空氣從真空系統(tǒng)存儲(chǔ)罐138進(jìn)入制動(dòng)助力器140。真空系統(tǒng)存儲(chǔ)罐138還可向其它真空消耗裝置提供真空,真空消耗裝置諸如渦輪增壓器廢氣門(mén)致動(dòng)器、加熱和通風(fēng)致動(dòng)器、動(dòng)力傳動(dòng)系致動(dòng)器(例如,四輪驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器)、燃料蒸氣凈化系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。止回閥61限制了空氣從第二真空消耗裝置(例如,除車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)之外的真空消耗裝置)向真空系統(tǒng)存儲(chǔ)罐138的流動(dòng)。制動(dòng)助力器140可包括內(nèi)部真空存儲(chǔ)罐,其可增強(qiáng)由腳152經(jīng)由制動(dòng)踏板150提供至主缸148的用于使用車(chē)輛制動(dòng)器(未示出)的作用力。
[0039]響應(yīng)于控制器12,無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)88經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點(diǎn)火火花。寬域排氣氧(UEGO)傳感器126被示出連接至催化轉(zhuǎn)換器70上游的排氣歧管48??蛇x地,兩狀態(tài)排氣氧傳感器可以替代UEGO傳感器126。
[0040]在一個(gè)實(shí)例中,轉(zhuǎn)換器70可包括多個(gè)催化劑磚塊。在另一個(gè)實(shí)例中,可以使用多個(gè)排放控制裝置,每一個(gè)均具有多個(gè)磚塊。在一個(gè)實(shí)例中,轉(zhuǎn)換器70可以是三元型催化劑。
[0041]控制器12在圖1中被示為常規(guī)的微型計(jì)算機(jī),其包括微處理器單元(CPU) 102、輸入/輸出端口(I/O) 104、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 106、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 108、?;畲鎯?chǔ)器(KAM) 110和常規(guī)數(shù)據(jù)總線(xiàn)??刂破?2被示出接收來(lái)自與發(fā)動(dòng)機(jī)10連接的傳感器的各種信號(hào),除之前所討論的那些信號(hào)之外,還包括:來(lái)自與冷卻套管114連接的溫度傳感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度(ECT);連接至加速踏板130用于感測(cè)由腳132調(diào)節(jié)的加速器位置的位置傳感器134 ;連接至制動(dòng)踏板150用于感測(cè)制動(dòng)踏板位置的位置傳感器154 ;用于確定尾氣(未示出)點(diǎn)火的爆燃傳感器;來(lái)自連接至進(jìn)氣歧管44的壓力傳感器121的發(fā)動(dòng)機(jī)歧管壓力(MAP)的測(cè)量值;來(lái)自連接至增壓室46的壓力傳感器122的增壓的測(cè)量值;來(lái)自感測(cè)曲軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器118的發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器;來(lái)自傳感器120 (例如,熱線(xiàn)式空氣流量計(jì))的進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣質(zhì)量的測(cè)量值;以及來(lái)自傳感器58的節(jié)流閥位置的測(cè)量值。還可以感測(cè)(未示出傳感器)大氣壓力,用于由控制器12的處理。曲軸每轉(zhuǎn)一周,發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器118就產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間隔脈沖,由此來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)。
[0042]在一些實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)可連接至混合動(dòng)力汽車(chē)中的電動(dòng)機(jī)/電池系統(tǒng)。混合動(dòng)力汽車(chē)可以具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)、串聯(lián)結(jié)構(gòu)或者它們的變型或組合。此外,在一些實(shí)施例中,還可以使用其它發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu),例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0043]在運(yùn)行期間,發(fā)動(dòng)機(jī)10內(nèi)的每個(gè)氣缸通常都經(jīng)過(guò)四沖程循環(huán),該循環(huán)包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。通常,在進(jìn)氣沖程期間,排氣閥54關(guān)閉而進(jìn)氣閥52開(kāi)啟??諝饨?jīng)由進(jìn)氣歧管44進(jìn)入燃燒室30,活塞36移動(dòng)至氣缸的底部以增加燃燒室30內(nèi)的容積。本領(lǐng)域技術(shù)人員通常將活塞36靠近氣缸的底部并處于沖程結(jié)束的位置(例如,當(dāng)燃燒室30處于其最大容積時(shí))稱(chēng)為下止點(diǎn)(BDC)。在壓縮沖程期間,進(jìn)氣閥52和排氣閥54均關(guān)閉?;钊?6向氣缸蓋移動(dòng)以壓縮燃燒室30中的空氣。本領(lǐng)域技術(shù)人員通常將活塞36處于該沖程結(jié)束和最靠近氣缸蓋的位置(例如,當(dāng)燃燒室30處于其最小容積時(shí))稱(chēng)為上止點(diǎn)(TDC)。在隨后的被稱(chēng)為噴射的過(guò)程中,燃料被引入燃燒室。在隨后的被稱(chēng)為點(diǎn)火的過(guò)程中,噴射的燃料通過(guò)諸如火花塞92的已知點(diǎn)火工具點(diǎn)火,從而引起燃燒。在膨脹沖程期間,膨脹氣體將活塞36推回至BDC。曲軸40將活塞的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。最終,在排氣沖程期間,排氣閥54打開(kāi)以將燃燒過(guò)的空氣-燃料混合物釋放至排氣歧管48,并且活塞返回TDC。注意,上文所示僅僅作為一個(gè)實(shí)例,可以改變進(jìn)氣閥和排氣閥的開(kāi)啟和/或關(guān)閉正時(shí),諸如提供正氣閥重疊或負(fù)氣閥重疊、進(jìn)氣閥延時(shí)關(guān)閉或者各種其它實(shí)例。
[0044]現(xiàn)在參照?qǐng)D2,示出了現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道的示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42包括壓縮機(jī)162和增壓室46。真空提供裝置24包括收縮段35、喉管201、擴(kuò)張段33和真空口 214。收縮段管路或管道31將增壓室46與真空提供裝置24的收縮段35連接,并在增壓室46與真空產(chǎn)生裝置24之間提供流體連通。真空口管路37起始于喉管201中的真空口214并經(jīng)由止回閥60連接至真空罐138。擴(kuò)張段33經(jīng)由擴(kuò)張段管路或管道210與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42連通。擴(kuò)張段管路210在擴(kuò)張段33與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42之間提供流體連通。
[0045]圖2所示系統(tǒng)以如下方式運(yùn)行??諝庋丶^所示方向流過(guò)壓縮機(jī)162。增壓室46保持空氣的壓力高于其位于壓縮機(jī)162上游位置時(shí)的壓力??諝怆x開(kāi)增壓室46,然后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)10或進(jìn)入通向真空提供裝置24的收縮段管路31。進(jìn)入收縮段管路31的空氣加速穿過(guò)喉管201,氣壓在此降低以提供真空,該真空可經(jīng)由真空口 214從真空口管路37抽取空氣??諝饨?jīng)由止回閥60從真空罐138流向真空提供裝置24的喉管201。接下來(lái),空氣流過(guò)擴(kuò)張段33并返回至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42。收縮段35和擴(kuò)張段33由大氣環(huán)繞。泄漏可發(fā)生于收縮段35或擴(kuò)張段33中,使得真空產(chǎn)生裝置24內(nèi)的空氣和氣體漏到大氣中。
[0046]在該系統(tǒng)中,如果擴(kuò)張段33與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42斷開(kāi),則會(huì)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄漏。這種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄漏可使用壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力(CIP)傳感器、曲軸箱壓力傳感器或曲軸箱通風(fēng)管壓力傳感器進(jìn)行檢測(cè)。例如,在發(fā)動(dòng)機(jī)空氣高流動(dòng)時(shí),圍繞空氣濾清器的空氣泄漏會(huì)導(dǎo)致不能檢測(cè)穿過(guò)空氣濾清器的氣壓下降,此時(shí)一些有害氣體可能會(huì)排放到大氣中。然而,如果采用小直徑導(dǎo)管來(lái)將擴(kuò)張段33連接至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42,仍然無(wú)法檢測(cè)管路210的任一端的連接的斷開(kāi)。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42處采用大直徑(例如,12mm)管路210可解決發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42附近的連接的診斷能力問(wèn)題。另一方面,在擴(kuò)張段33至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42之間采用大直徑導(dǎo)管解決了檢測(cè)問(wèn)題。然而,大直徑連接器和導(dǎo)管產(chǎn)生了可檢測(cè)的問(wèn)題而非不可檢測(cè)的問(wèn)題(例如,泄漏誤報(bào))。
[0047]關(guān)于真空泄漏,如果在止回閥60與真空罐138之間發(fā)生管路斷開(kāi)或泄漏,則可通過(guò)真空消耗裝置端處的真空檢測(cè)來(lái)確定在止回閥60與真空罐138之間存在泄漏。例如,真空罐138中的壓力高于期望值則可確定為存在泄漏。
[0048]關(guān)于供應(yīng)至真空產(chǎn)生裝置24的動(dòng)力流體的泄漏,如果沿著管路31在增壓室46與收縮段35之間發(fā)生管路斷開(kāi)或泄漏,則這種泄漏可通過(guò)無(wú)法產(chǎn)生預(yù)期壓縮機(jī)出口壓力來(lái)確定。
[0049]最后,如果在喉管201與真空入口 37之間產(chǎn)生斷開(kāi),則可診斷為不能對(duì)要在其中產(chǎn)生真空的物體中的真空進(jìn)行增加。
[0050]現(xiàn)在參照?qǐng)D3,示出了可無(wú)需監(jiān)控?cái)U(kuò)張段泄漏的真空提供裝置的第一示例性結(jié)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42包括沿著通道42的長(zhǎng)度方向的增壓室46和壓縮機(jī)162。真空提供裝置24包括收縮段35、喉管201、擴(kuò)張段33和真空口 214。收縮段管路或管道31將增壓室46與真空提供裝置24的收縮段35連接,收縮段管路31在增壓室46與真空產(chǎn)生裝置24之間提供流體連通。真空口 214起始于喉管201的低壓區(qū)域,真空口管路37經(jīng)由止回閥60將真空口 214與真空罐138連接。真空口管路或管道37提供真空口 214與止回閥60之間的連接性和流體連通。擴(kuò)張段33位于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42內(nèi),以消除經(jīng)由擴(kuò)張段管路或管道210。
[0051]圖3所示系統(tǒng)以如下方式運(yùn)行??諝庋丶^所示方向在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42中流動(dòng)。壓縮機(jī)162在壓縮機(jī)入口 399處吸收空氣,并在增壓室46中壓縮空氣。空氣可離開(kāi)增壓室46到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)10或真空提供裝置24。增壓室46包括出氣口 342,空氣在此離開(kāi)增壓室46進(jìn)入通向真空提供裝置24的收縮段管路31。閥362位于增壓室46內(nèi),其控制流過(guò)真空提供裝置24的氣流??蛇x地,閥362可如虛線(xiàn)所示放置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42內(nèi)。閥362可在完全開(kāi)啟位置與完全關(guān)閉位置之間的多個(gè)位置變化地調(diào)整,以調(diào)整流過(guò)真空提供裝置24的氣流。收縮段35將壓縮空氣引導(dǎo)至喉管201。在一些實(shí)施例中,收縮段35還可被描述為動(dòng)力流體入口??諝饨?jīng)由進(jìn)氣口 340再次進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42。空氣加速通過(guò)喉管201引起壓力下降,從而提供真空源。真空口 214通向喉管201中的低壓區(qū)域。空氣可經(jīng)由止回閥60被從真空罐138吸取至喉管201。來(lái)自存儲(chǔ)罐138的空氣與來(lái)自增壓室46的空氣在擴(kuò)張段33中混合。在該實(shí)例中,擴(kuò)張段33與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42共用壁320。大氣環(huán)繞發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42與收縮段35。擴(kuò)張段將動(dòng)力流體(例如,空氣)與來(lái)自真空罐138的空氣直接釋放到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42中。空氣必須穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42的壁320離開(kāi)擴(kuò)張段33。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42可在擴(kuò)張段33與大氣之間提供屏障。因此,如果擴(kuò)張段33在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生泄漏,則該泄漏可被發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42抑制。然而,如果在擴(kuò)張段33的壁320中產(chǎn)生泄漏,則有害氣體會(huì)從擴(kuò)張段33釋放到大氣中。
[0052]現(xiàn)在參照?qǐng)D4,示出了可選的示例性真空提供裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42包括沿著通道42的長(zhǎng)度方向的增壓室46和壓縮機(jī)162。空氣沿箭頭所示方向在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42中流動(dòng)。壓縮機(jī)162在壓縮機(jī)入口 399處吸收空氣并在增壓室46中壓縮空氣??諝饪呻x開(kāi)增壓室46到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)10或真空提供裝置24。增壓室46包括出氣口 342,空氣在此離開(kāi)增壓室46而進(jìn)入收縮段管路31。閥362控制流過(guò)真空提供裝置24的氣流并位于增壓室46內(nèi)部,以便在增壓室46與收縮段管路31之間提供密封。因此,可關(guān)閉閥362以防止收縮段管路31中泄漏的空氣釋放到大氣中??蛇x地,閥362可放置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42內(nèi)??蓪㈤y362在完全開(kāi)啟位置與完全關(guān)閉位置之間可變化地調(diào)整至多個(gè)位置,以調(diào)整流過(guò)真空提供裝置24的氣流。收縮段35將壓縮空氣引導(dǎo)至喉管201。在一些實(shí)例中,收縮段35還可被描述為動(dòng)力流體入口??諝饨?jīng)由進(jìn)氣口 340再次進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42??諝饧铀俅┻^(guò)喉管201引起壓力下降,從而在真空口 214處提供真空源。真空口 214通向喉管201中的低壓區(qū)域??諝饪山?jīng)由止回閥60被從真空罐138吸取至喉管201。來(lái)自真空罐138的空氣與來(lái)自增壓室46的空氣在擴(kuò)張段33中混合。在該實(shí)例中,擴(kuò)張段33與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42并不共用壁。相反,壁402包圍擴(kuò)張段33的至少一部分,并且真空提供裝置24的擴(kuò)張段33完全封閉在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42內(nèi)。大氣環(huán)繞發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42與收縮段35。擴(kuò)張段將動(dòng)力流體(例如,空氣)與來(lái)自真空罐138的空氣直接釋放到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42中。空氣可從擴(kuò)張段33的所有部分處離開(kāi)而仍被保持在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42之中。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42完全包圍擴(kuò)張段33以將其與大氣隔離。換句話(huà)說(shuō),擴(kuò)張段33完全位于進(jìn)氣通道42內(nèi)。因此,如果擴(kuò)張段33產(chǎn)生泄漏,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42會(huì)抑制該泄漏進(jìn)入大氣。
[0053]現(xiàn)在參照?qǐng)D5,示出了真空提供裝置24的第一個(gè)實(shí)例。在該實(shí)例中,真空提供裝置24以文氏管形式出現(xiàn)。真空提供裝置24包括收縮段35 (例如,動(dòng)力流體入口),動(dòng)力流體以較高的第一壓力到達(dá)此處并加速進(jìn)入喉管201。在喉管201中形成壓力低于較高的第一壓力的第二壓力區(qū)域,使空氣可經(jīng)由真空口 214被吸入真空提供裝置24中。動(dòng)力流體與空氣混合并經(jīng)由擴(kuò)張段33離開(kāi)真空提供裝置24。在擴(kuò)張段33中,壓力恢復(fù)到高于第二壓力區(qū)域中的壓力的較高的第三壓力。
[0054]應(yīng)當(dāng)注意,相較于將閥362放置在增壓室46或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道42的外部的情形,閥362的存在為提高對(duì)管路斷開(kāi)的診斷提供了機(jī)會(huì)。例如,如果閥362被容納在增壓室46中,則可在增壓條件期間開(kāi)啟或關(guān)閉閥362。如果在收縮段35中存在管路斷開(kāi),則在閥362開(kāi)啟時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓縮機(jī)損失,而不會(huì)在其關(guān)閉時(shí)發(fā)生壓縮機(jī)損失。如果閥362被容納在壓縮機(jī)通道42內(nèi),如果閥362開(kāi)啟則在氣流流速較高時(shí)會(huì)產(chǎn)生CIP真空缺失,而上述情況不會(huì)在閥362關(guān)閉時(shí)發(fā)生。
[0055]因此,圖1和圖3至圖5所示系統(tǒng)提供了一種為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其包括:包括進(jìn)氣通道的發(fā)動(dòng)機(jī);以及包括動(dòng)力流體入口部、位于進(jìn)氣通道內(nèi)的擴(kuò)張排氣段和吸氣口的真空產(chǎn)生裝置。該系統(tǒng)包括真空產(chǎn)生裝置為噴射器的情形。該系統(tǒng)包括真空產(chǎn)生裝置為文氏管的情形。
[0056]在一些實(shí)例中,該系統(tǒng)還包括空氣壓縮機(jī),其沿著進(jìn)氣通道布置并向動(dòng)力流體入口提供空氣。該系統(tǒng)包括擴(kuò)張排氣段位于空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣口的上游的情形。該系統(tǒng)包括吸氣口與向車(chē)輛的真空消耗裝置提供真空的真空罐氣動(dòng)連通的情形。該系統(tǒng)還包括控制器,控制器包括非暫時(shí)性的可執(zhí)行指令以診斷真空產(chǎn)生裝置是否泄漏。該系統(tǒng)包括排氣段形成進(jìn)氣通道的部分壁的情形。
[0057]圖1和圖3至圖5所示系統(tǒng)提供了一種為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其包括:包括進(jìn)氣通道的發(fā)動(dòng)機(jī);包括動(dòng)力流體入口部、完全位于進(jìn)氣通道內(nèi)的擴(kuò)張排氣段、完全位于進(jìn)氣通道內(nèi)的喉管部和吸氣口的真空產(chǎn)生裝置;以及包括非暫時(shí)性的可執(zhí)行指令以診斷真空產(chǎn)生裝置的泄漏的控制器。該系統(tǒng)包括以下情形:控制器包括用于確定動(dòng)力流體入口部和吸氣口中泄漏的指令而不包括用于確定排氣段中泄漏的指令。該系統(tǒng)包括以下情形:控制器包括用于確定進(jìn)氣通道中泄漏而非排氣段中泄漏的其它指令。
[0058]在一些實(shí)例中,該系統(tǒng)還包括沿著進(jìn)氣通道布置的壓縮機(jī),并且動(dòng)力流體入口部從壓縮機(jī)上游延伸至壓縮機(jī)下游。該系統(tǒng)還包括沿著動(dòng)力流體入口部的長(zhǎng)度方向布置的閥。該系統(tǒng)還包括真空產(chǎn)生裝置為噴射器或文氏管的情形。
[0059]現(xiàn)在參照?qǐng)D6,示出了用于真空提供裝置的泄漏檢測(cè)的方法。圖6所示方法可作為圖1所示控制器12的可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在非暫時(shí)性存儲(chǔ)器中。圖6所示方法可應(yīng)用到圖1、圖3、圖4和圖5所描述的系統(tǒng)中。
[0060]在步驟602中,方法600判斷是否對(duì)真空提供裝置進(jìn)行泄漏診斷。真空提供裝置可以為噴射器或文氏管。當(dāng)滿(mǎn)足選定條件時(shí),可對(duì)真空提供裝置進(jìn)行泄漏診斷。例如,方法600可在真空裝置泄漏檢測(cè)間隔時(shí)間超過(guò)閾值后判定執(zhí)行診斷性泄漏檢測(cè)。在另一實(shí)例中,當(dāng)未以期望速率產(chǎn)生真空時(shí),可對(duì)真空設(shè)備執(zhí)行診斷性泄漏檢測(cè)。如果方法600判定要執(zhí)行診斷性真空設(shè)備泄漏檢測(cè),則回答為“是”,然后方法600進(jìn)行至步驟604。否則,回答為“否”,然后方法600進(jìn)行至“退出”步驟。
[0061]在步驟604中,方法600確定真空提供裝置的吸氣口處以及真空提供裝置和真空罐之間的真空管路處的泄漏。在一個(gè)實(shí)例中,開(kāi)啟閥以使動(dòng)力流體開(kāi)始流過(guò)真空提供裝置。動(dòng)力流體可以為空氣,該空氣可經(jīng)渦輪增壓器進(jìn)行壓縮。所有真空消耗裝置都被設(shè)定成關(guān)閉狀態(tài),并且真空罐內(nèi)的壓力由壓力傳感器感測(cè)。如果存在有限泄漏,空氣就能從真空罐被吸至真空提供裝置。動(dòng)力流體與來(lái)自真空罐的空氣經(jīng)由真空產(chǎn)生裝置的擴(kuò)張排氣段(位于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道內(nèi))在壓縮機(jī)上游位置處返回發(fā)動(dòng)機(jī)。如果真空罐中產(chǎn)生的真空低于真空閾值,則可確定在真空提供裝置的吸氣口處存在泄漏。方法600在執(zhí)行吸氣口泄漏檢測(cè)之后進(jìn)行至步驟606。[0062]在步驟606中,方法600確定真空提供裝置的收縮段的泄漏。在一個(gè)實(shí)例中,當(dāng)節(jié)流閥位置恒定且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定時(shí),壓縮機(jī)以平穩(wěn)速度運(yùn)行。如果在壓縮機(jī)下游產(chǎn)生的壓力低于期望值,則可確定真空提供裝置的收縮段中存在泄漏。此外,在一些實(shí)例中,包括壓力在壓縮機(jī)下游低于閾值和以低于閾值速率提供真空的這兩種條件,都可以是用于確定真空提供裝置的收縮段泄漏的條件。注意,對(duì)于一些包括噴射器的系統(tǒng),收縮段可包括噴射器的胸腔(chest)區(qū)域。方法600進(jìn)行至步驟608。
[0063]注意,吸氣口和收縮段可位于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道的外側(cè),以便吸氣口和收縮段中的任何泄漏都會(huì)暴露于大氣。
[0064]在步驟608中,方法600可確定真空提供裝置的擴(kuò)張段的泄漏??蛇x地,在一些實(shí)例中,方法600可不提供用于確定真空提供裝置的擴(kuò)張段的泄漏的指令,因?yàn)檎婵仗峁┭b置可如圖3和圖4所示位于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道中。由于真空提供裝置擴(kuò)張段位于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道中,泄漏會(huì)被從真空提供裝置擴(kuò)張排氣段引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道。如果方法600包括用于確定真空提供裝置擴(kuò)張段中的泄漏的指令,則壓縮機(jī)上游的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口中的壓力或流速可以在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定、增壓室壓力恒定、節(jié)流閥位置和壓縮機(jī)流速恒定的條件下與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力閾值或流速閾值進(jìn)行比較。如果發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力低于壓力閾值或者如果發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流速高于流速閾值,則方法600可判定真空提供裝置擴(kuò)張段中存在泄漏。通過(guò)這種方式,方法600確定進(jìn)氣通道中的泄漏以確定從擴(kuò)張段至大氣的泄漏。
[0065]如果在步驟604、606或608中確定存在泄漏,則方法600為駕駛員提供指示來(lái)檢修發(fā)動(dòng)機(jī)。此外,方法600可將泄漏信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。方法600在執(zhí)行泄漏檢測(cè)后退出。
[0066]因此,圖6所示方法提供了一種為車(chē)輛提供真空的方法,包括:經(jīng)由真空產(chǎn)生裝置的低壓區(qū)域從真空罐吸取一定量空氣;以及經(jīng)由安置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道中的真空產(chǎn)生裝置的擴(kuò)張排氣段向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道提供上述一定量的空氣。該方法還包括診斷來(lái)自真空產(chǎn)生裝置的在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道的外側(cè)的泄漏。該方法還包括經(jīng)由壓縮機(jī)向真空產(chǎn)生裝置提供動(dòng)力流體。該方法包括將上述一定量的空氣提供至壓縮機(jī)入口的上游位置處的情形。該方法還包括將泄漏從擴(kuò)張排氣段引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道。該方法包括上述一定量空氣與來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的空氣在它們被排出擴(kuò)張排氣段之前進(jìn)行混合的情形。
[0067]正如本領(lǐng)域技術(shù)所理解的,圖6所述方法可代表任意數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè),諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線(xiàn)程等。這樣,所示步驟或功能可以所示順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在一些情況下省略。類(lèi)似地,處理順序不一定需要實(shí)現(xiàn)本文所述示例性實(shí)施例的目標(biāo)、功能和優(yōu)勢(shì),而是為了便于說(shuō)明和描述而提供。盡管未明確示出,但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到所述步驟和功能中的一個(gè)或多個(gè)可以根據(jù)使用的特定策略而重復(fù)執(zhí)行。此夕卜,術(shù)語(yǔ)吸氣器或文氏管可替代噴射器,因?yàn)檫@些設(shè)備可以類(lèi)似的方式運(yùn)行。
[0068]在此總結(jié)說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀說(shuō)明之后會(huì)想到很多替代和改型而不偏離本說(shuō)明的主旨和范圍。例如,以天然氣、汽油、柴油或替代燃料配置運(yùn)行的單氣缸、12、13、14、15、V6、V8、V10、V12和V16發(fā)動(dòng)機(jī)能夠使用本實(shí)用新型來(lái)獲利。
【權(quán)利要求】
1.一種為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,包括: 發(fā)動(dòng)機(jī),包括進(jìn)氣通道;以及 真空產(chǎn)生裝置,包括動(dòng)力流體入口段、位于所述進(jìn)氣通道內(nèi)的擴(kuò)張排氣段和吸氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,所述真空產(chǎn)生裝置為噴射器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,所述真空產(chǎn)生裝置為文氏管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,還包括沿著所述進(jìn)氣通道布置并向所述動(dòng)力流體入口段提供空氣的空氣壓縮機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,所述擴(kuò)張排氣段位于所述空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣口的上游。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,所述吸氣口與為所述車(chē)輛的真空消耗裝置提供真空的真空罐氣動(dòng)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,還包括具有診斷所述真空產(chǎn)生裝置的泄漏的非暫時(shí)性可執(zhí)行指令的控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,所述擴(kuò)張排氣段形成所述進(jìn)氣通道的部分壁。
9.一種為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,包括: 發(fā)動(dòng)機(jī),包括進(jìn)氣通道; 真空產(chǎn)生裝置,包括動(dòng)力流體入口段、完全位于所述進(jìn)氣通道內(nèi)的擴(kuò)張排氣段、完全位于所述進(jìn)氣通道內(nèi)的喉管段以及吸氣口 ;以及 包括診斷所述真空產(chǎn)生裝置的泄漏的非暫時(shí)性可執(zhí)行指令的控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,還包括沿著所述進(jìn)氣通道布置的壓縮機(jī),并且所述動(dòng)力流體入口段從所述壓縮機(jī)的上游延伸至所述壓縮機(jī)的下游。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,還包括沿著所述動(dòng)力流體入口段的長(zhǎng)度布置的閥。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的為車(chē)輛提供真空的系統(tǒng),其特征在于,所述真空產(chǎn)生裝置為噴射器或文氏管。
【文檔編號(hào)】B60T13/52GK203485907SQ201320563725
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月12日
【發(fā)明者】拉爾夫·韋恩·坎寧安, 羅斯·戴克斯特拉·普斯福 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司