用于清洁阀门的方法
【专利摘要】本发明涉及用于清洁阀门的方法。提供一种用于清洁制动助力器吸气器切断阀的方法和系统。切断阀能够操作以选择性地允许进气空气流穿过吸气器；吸气器绕过发动机的节气门并且为制动助力器提供真空源。该方法包括确定切断阀是否会需要清洁，打开切断阀以便允许空气流穿过切断阀并且清洁所述切断阀，以及调节发动机的节气门位置以补偿穿过吸气器的附加进气空气流。
【专利说明】用于清洁阀门的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2015年I月27日提交的英国专利申请号1501281.8的优先权，其全部内容通过引用方式被并入本文以用于所有目的。
技术领域
[0003]本公开涉及一种用于清洁机动车辆的进气系统内的阀门的方法，虽然非排他，但涉及一种用于清洁超级吸气器切断阀的方法。
【背景技术】
[0004]大部分现代车辆装配有制动助力器，该制动助力器使用真空室增加从制动踏板供应到制动主缸的制动力。制动助力器防止驾驶员感觉制动踏板很重。
[0005]为了操作，制动助力器需要真空压力源，其在自然吸气式发动机中通常由入口歧管唯一地输送。在一些情况下，由入口歧管供应的真空可能是不够的。这可由于发动机供应的大量扭矩或用于机械驱动或向车辆中的辅助电力系统提供动力所致。在这种情况下，入口节气门可完全打开并且因此入口歧管真空可以为低的。
[0006]为了在低入口歧管真空的状况下保持制动助力器真空，可以使用附加真空源，诸如超级吸气器。超级吸气器可以采取连接在进气管和横跨入口节气门的入口歧管之间的例如绕过入口节气门的文丘里管的形式。节气门两端的压差驱动流穿过文丘里管，从而允许在文丘里管内产生较低压力。这能够进而用于在制动助力器真空室中提供比可由入口歧管供应的更低的压力(较高的真空)。
[0007]切断阀可控制超级吸气器的操作，例如，通过选择性地允许至超级吸气器的流。当不足的真空存在于制动助力器和/或入口歧管中时，可以打开切断阀。切断阀可以通过发动机的动力传动系统控制模块控制，并且除非激活，否则通常可以处于关闭位置。
[0008]如果长时间内不需要超级吸气器，并且因此切断阀保持关闭，则空气内的污染物(诸如油、污垢、燃料或气体沉积物)可积聚在切断阀上，并且削弱其性能或当需要超级吸气器时阻止其打开。
【发明内容】
[0009]根据本公开的一方面，提供了一种清洁制动助力器吸气器的切断阀的方法，该切断阀能够操作以选择性地允许进气空气流穿过吸气器，吸气器绕过发动机的节气门并且为制动助力器提供真空源，其中该方法包括:确定切断阀是否会需要清洁；以及至少部分地打开切断阀，以便允许空气流穿过切断阀并且清洁切断阀。该方法可进一步包括调节发动机的节气门位置以补偿穿过吸气器的附加(add i t i ona I)进气空气流。
[0010]该方法可进一步包括关闭切断阀并且将节气门返回到其未调节的位置。切断阀的打开和关闭连同对节气门位置的对应调节可被重复，例如，在特定清洁循环中立即重复，例如预定次数。
[0011]节气门位置可被调节以补偿穿过吸气器的附加进气空气流，以便维持恒定的入口歧管压力。附加地或可替代地，节气门位置可被调节以补偿穿过吸气器的附加进气空气流，以便维持恒定的发动机扭矩。
[0012]该方法可进一步包括:确定节气门位置的可能变化是否能够补偿穿过吸气器的附加进气空气流。如果节气门位置的变化不能够补偿穿过吸气器的附加进气空气流，则切断阀的清洁可被延迟，例如达一段设定的时间或直到节气门位置能够补偿附加进气空气流。附加地或可替代地，可监测节气门位置，并且当节气门位置的变化能够补偿穿过吸气器的附加进气空气流时，可清洁切断阀。
[0013]该方法可进一步包括:确定发动机转速和/扭矩是否在允许切断阀的清洁的范围内。只有在发动机状况合适的情况下才可允许切断阀的清洁。如果发动机转速和/或扭矩不在允许切断阀的清洁的范围内，则切断阀的清洁可被延迟，例如达一设定的时间段。附加地或可替代地，可监测发动机转速和/或扭矩，并且当发动机转速和/或扭矩合适时，可清洁切断阀。
[0014]确定切断阀是否会需要清洁可包括确定以下的间隔(aninterval of):发动机运转时间、发动机转数和/或发动机或车辆英里数，自切断阀先前打开以来的时间，并且将该结果与预定阈值相比较。附加地或可替代地，确定切断阀是否会需要清洁可包括确定自切断阀先前清洁以来的时间间隔，并且将该结果与预定阈值相比较。再次，附加地或可替代地，确定切断阀是否会需要清洁可包括:感测污染物是否已积聚在吸气器切断阀内。
[0015]根据本公开的另一方面，提供了一种清洁节气门的方法，该节气门能够操作以选择性地允许进气空气流进入发动机的入口歧管中，其中该方法包括:确定节气门是否会需要清洁；调节节气门的位置，以便干扰(disturb)已停留在节气门上的任何污染物；以及调节超级吸气器切断阀的位置以补偿穿过节气门的进气空气流的变化，超级吸气器切断阀选择性地允许进气空气流穿过绕过节气门的吸气器。
[0016]根据本公开的另一方面，提供了一种用于清洁制动助力器吸气器切断阀或发动机的节气门的系统，该切断阀能够操作以选择性地允许进气空气流穿过吸气器，该吸气器绕过发动机的节气门并且为制动助力器提供真空源，其中该系统包括一个或更多个控制器，所述一个或更多个控制器包括存储在存储器中的、被配置成执行根据本公开的先前提及的方面中任一个所述的方法的可执行指令。
[0017]该系统可进一步包括一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器被配置成感测污染物是否已积聚在制动助力器吸气器切断阀和/或节气门内。
[0018]根据本发明的另一方面，提供了软件，在由计算设备执行该软件时，致使计算设备执行根据本公开的先前提及的方面中任一个所述的方法。
[0019]根据本发明的另一方面，提供可一种车辆或发动机，该车辆或发动机包括根据本公开的先前提及的方面中任一个所述的用于清洁制动助力器吸气器切断阀或发动机的节气门的系统。
【附图说明】
[0020]为了更好地理解本公开并且更清楚地示出如何可以实现本公开，现在将以示例的方式参照附图，其中:
[0021]图1是装配有制动助力器的车辆的发动机、控制器和制动组件的示意图示；
[0022]图2是根据本公开的示例的用于车辆的制动助力器组件的示意视图；
[0023]图3示出一种根据本公开的示例的清洁超级吸气器切断阀的方法；以及
[0024]图4示出一种根据本公开的示例的清洁超级吸气器切断阀的系统。
【具体实施方式】
[0025]参照图1，描述了包括制动助力器的典型机动车辆。该车辆可包括发动机10和制动组件50。
[0026]发动机10可包括多个汽缸12和对应的活塞28。进入和离开汽缸12中的每一个的气流可分别通过入口阀14和出口阀16的使用来控制。
[0027]发动机10可包括允许空气被抽吸到发动机中的入口20。发动机10可进一步包括涡轮增压器22。通常地，涡轮增压器包括压缩机22a，压缩机22a与驱动压缩机22a的排气驱动涡轮22b布置在相同轴上。涡轮增压器22可改善发动机动力输出和排放。
[0028]空气可通过入口 20进入发动机10并且穿过压缩机22a。已由涡轮增压器的压缩机22a压缩的空气可在输送到入口歧管18之前由入口节气门19进行节流。
[0029]由于入口节气门19的存在，并且也通过发动机活塞28将来自入口歧管的空气抽吸到发动机汽缸12中的动作，入口歧管18可以处于比经由入口 20进入的空气低的压力，S卩，可以有真空存在于入口歧管18内。当节气门打开时，歧管真空水平可减少，并且/或者动力从涡轮增压器的涡轮22b供应到涡轮增压器的压缩机22a，从而使入口空气的压力升压。
[0030 ]入口歧管18可围绕入口阀14设置，使得当汽缸12的相应的入口阀14中的每一个打开时，入口歧管18内的空气可被抽吸到汽缸12中。在汽缸12中，燃料与空气混合并且燃烧。[0031 ]燃烧气体从汽缸12经由出口阀16排放到排气歧管24中。歧管24内的排气然后可在通过排气管26排放之前穿过涡轮增压器的涡轮22b。
[0032]制动组件50可包括制动踏板54、制动助力器56和制动主缸59。制动助力器56可被配置成使脚52在制动踏板54上提供的力放大。
[0033]所施加的制动力的放大可通过提供在制动助力器56内的负压制动助力器室58的使用实现。隔膜(未示出)可提供在制动助力器室58内。当制动踏板54由驾驶员推动时，隔膜可在一侧暴露于大气空气中，同时隔膜的另一侧可暴露于制动助力器室内的真空压力。横跨隔膜的压差可用于向制动主缸59提供附加的制动力。
[0034]因为驾驶员不需要如此用力推动以实现期望水平的制动，以这种方式使用制动助力器放大所施加的制动力具有感觉制动踏板较轻的效果。
[0035]制动助力器室58可经由真空管路60连接到入口歧管18，并且从而可充满来自入口歧管的真空压力。止回阀62可被提供在真空管路60中，以确保流仅从制动助力器室58到入口歧管18。这允许制动助力器室58中的真空压力通过当入口歧管真空低时的状况而被维持。
[0036]当涡轮增压器22正在操作并且/或者入口节气门19打开时，入口歧管压力可接近或高于大气水平，并且因此附加真空源64可被提供用于制动助力器56。在图1中，附加真空源包括电驱动的真空栗。
[0037]现在参照图2，车辆可包括根据本公开的示例的发动机210、超级吸气器201和系统200。
[0038]在图2所示的示例中，发动机210包括自然吸气式汽油发动机，然而同样设想到的是，本公开可应用于柴油发动机。附加地或可替代地，发动机可包括涡轮增压器或机械增压器。在一些实施例中，车辆可附加地包括电动马达，并且发动机210可以为混合驱动系统的一部分。
[0039]图2所示的自然吸气式发动机210也包括上述的入口20、节气门19和进气歧管18。
[0040]在图2所示的示例中，附加真空源64包括超级吸气器201。超级吸气器为文丘里管装置，并且包括入口侧201 a、出口侧201 b和它们之间的狭窄部分或喉部201 c。入口侧201 a经由入口管路206连接到发动机210的入口20。出口管路208将出口侧201b连接到发动机210的入口歧管18。
[0041 ] 如上所述，当发动机210正在操作时，相对于入口 20，在入口歧管18内可存在减小的压力。因此，空气可通过超级吸气器从较高压力的入口 20抽吸到较低压力的入口歧管18。当存在穿过超级吸气器的空气流时，超级吸气器201的文丘里管内的压力可低于入口侧201a 或出口侧201b。
[0042]真空管道220可被连接到超级吸气器201，例如，在入口端201a和出口端201b之间的喉部201c处。真空管道可以与穿过超级吸气器的文丘里管的流流体连通。真空管道220可以在文丘里管中的压力为最低的位置处被连接。
[0043]真空管道220也可以被(直接或间接)连接到制动助力器室58。当超级吸气器正在操作时，制动助力器室可因此充满比入口歧管18更高的水平的真空。超级吸气器止回阀216可以被提供在制动助力器56和超级吸气器201之间，以当超级吸气器201不在操作时允许真空保持在制动助力器56内。
[0044]超级吸气器的操作可由切断阀202控制。切断阀可包括球形阀或蝶形阀或能够选择性地允许流穿过超级吸气器的任何其他阀门。切断阀可被定位在超级吸气器内并且可以被定位在超级吸气器的入口或出口处。可替代地，切断阀可以被定位在超级吸气器的入口和出口之间，例如定位在喉部201 c处。可替代地，切断阀可以被定位在超级吸气器的上游，例如在入口管路206上，或被定位在超级吸气器的下游，例如在出口管路208上。当不需要附加真空时，切断阀202可关闭以防止空气流穿过超级吸气器。例如，当足够水平的真空可从入口歧管18获得时，不需要超级吸气器。
[0045]当附加真空源64包括如图2所示的超级吸气器201时，真空管路60仍可被提供，以当期望时，即，当足够的水平真空可从入口歧管18获得时允许制动助力器室58充满来自入口歧管的真空压力。如果提供真空管路60，则也可提供如上所述的止回阀62。
[0046]切断阀202可暴露于污染物中，所述污染物存在于来自入口20和入口歧管18的空气中以及存在于从制动助力器室58抽吸的空气中。此空气可包含油、污垢、燃料或可停留于切断阀上并且可作为沉积物积聚在该阀门上的其他颗粒的踪迹。即使当切断阀202关闭时，仍可发生暴露于污染物。
[0047]在一些车辆配置和行驶状况下，切断阀202可以定期地打开，这可驱除任何积聚的污染物。驱除的污染物可被抽吸到发动机210中并燃烧。
[0048]在一些情况下，切断阀202可保持长期关闭，例如，如果发动机210被配置成使得入口歧管真空在正常操作期间保持为高的，并且/或者不定期地操作制动器。在这些情况下，可不定期地从切断阀202去除污染物。
[0049]如果允许污染物积聚在切断阀202上，切断阀的性能会受到影响。在一些情况下，污染物的积聚可导致切断阀被完全阻塞或不能够打开，使得超级吸气器201不再能够用于为制动助力器56提供真空源。
[0050]参照图3，为了防止切断阀202的性能的损失，可执行根据本公开的监测和清洁过程300。过程300可包括确定切断阀是否会需要清洁的第一步骤310;对切断阀执行清洁循环的第二步骤320;以及第三步骤330，其调节发动机210的节气门19的位置以在清洁循环期间补偿穿过绕过节气门19的超级吸气器201的流的变化。第二步骤320和第三步骤330可基本上同时发生。
[0051]参照图4，一种根据本公开的系统可包括一个或更多个控制器100，所述一个或更多个控制器100包括被配置成确定超级吸气器切断阀202是否会需要清洁的第一模块110;被配置成执行切断阀清洁循环的第二模块120;以及被配置成调节节气门19以补偿穿过超级吸气器201的流的变化的第三模块130。
[0052]在步骤320中的阀门清洁循环期间，切断阀可被多次打开和关闭，这可允许空气流经切断阀并且可从该阀门中驱除和去除任何污染物。阀门打开的次数可以为5次、10次、20次或更多次。阀门打开的次数可被配置，例如阀打开的次数可根据预测的污染物积聚量设定。切断阀打开的时间段和切断阀关闭的时间段可被校准以最大化污染物去除。附加地或可替代地，可使用其他考虑因素。
[0053]切断阀可迅速打开和关闭。更进一步地，当在清洁期间打开或关闭切断阀时，切断阀的移动速率可比正常操作期间要大。这可帮助驱除切断阀上的任何污染物。附加地或替代地打开和关闭切断阀，切断阀可被部分或完全打开达一设定的时间段，以允许阀门上的空气流带走任何驱除的污染物。相比于当切断阀被完全打开时，当切断阀被部分打开时，空气流经切断阀的速度可更高。因此穿过部分打开的切断阀的空气流可更可能驱除和/或带走存在的任何污染物。阀打开的周期可根据预测的污染物积聚量设定。
[0054]当超级吸气器201正在操作时，入口空气的一部分穿过超级吸气器而不是穿过入口节气门19，并且因此可允许比在超级吸气器不操作的情况下通常流过节气门19更多的空气从入口 20流动到入口歧管18。为了补偿在切断阀清洁循环期间至入口歧管18的气流的波动，在步骤330中，控制器100可在与打开切断阀202的同时(例如，部分或完全)关闭入口节气门19，以便维持基本上相同的气流进入入口歧管18。
[0055]控制器100可参考存储的查找表，以确定需要对节气门进行多少调节来补偿穿过超级吸气器201的流。可替代地或附加地，节气门的调节可通过发动机210的当前运行状况确定。例如，传感器可测量发动机扭矩输出，其可用于确定必要的节气门调节。附加地或可替代地，控制器100可用以在切断阀清洁期间例如使用反馈环路来维持发动机参数，诸如歧管空气压力。以这种方式，控制器100可被配置成以驾驶员发现不了的方式清洁切断阀。
[0056]当发动机在一定速度范围内运行时并且/或者当发动机正在提供一定扭矩时，控制器100可被配置成不触发清洁循环。例如，当发动机以低速运行或只有轻负载时，节气门可仅略微打开。在这些状况下，通过关闭节气门充分补偿至入口歧管的增加的空气流是不可能的。在这种情况下，切断阀的清洁可被延迟例如达一设定的时间段。附加地或可替代地，控制器可继续监测发动机转速和/或扭矩，并且当发动机转速和/或扭矩处于适当水平时可以发起清洁循环。
[0057]为了确定超级吸气器切断阀是否会需要清洁，可监测超级吸气器、制动助力器、制动系统和发动机中的一个或更多个的性能。例如，如果所述性能低于预定性能阈值，则可确定超级吸气器切断阀会需要清洁。
[0058]为了确定切断阀的性能，控制器100可考虑当切断阀打开时制动助力器室的压力变化的速率和/或达到期望真空水平所花费的时间。附加地或可替代地，控制器100可将所实现的最大真空水平与预期值相比较。
[0059]可替代地或附加地，控制器100可被配置成通过记录切断阀打开之间的间隔确定是否需要清洁循环。相对于发动机运行时间、发动机或车辆英里数或发动机210的转数可测量间隔。如果切断阀打开之间的间隔超过预定阈值，则控制器100可发起阀门清洁循环。
[0060]可替代地或附加地，控制器100可以周期间隔触发清洁循环，而不管超级吸气器接通的频率如何。因此，自切断阀经历清洁循环以来的时间长度可被计算和存储。
[0061]应当理解，当确定切断阀会需要清洁时，切断阀实际上可不需要清洁。切断阀可被清洁作为预防措施，例如以确保当制动系统需要时切断阀将能够打开并且将不会不期望地限制穿过超级吸气器的空气流。
[0062]可替代地，或作为确定切断阀需要清洁的另外方式，可提供一个或更多个传感器以感测污染物是否已积聚在切断阀内。然后当检测到污染物的积聚时，可清洁切断阀。
[0063]作为另一个示例，节流阀的移动可基于将发起清洁的确定，但在切断阀实际打开(和/或重复打开/关闭)用于清洁之前。例如，节气门可紧接切断阀移动之前但仍在其之前关闭，以补偿空气引入系统中的气流和/或压力变化延迟，使得气流可在发动机汽缸处被准确地控制。进一步地，火花正时调节或燃料喷射正时调节也可以与之前节气门移动相配合，以降低汽缸处的任何剩余气流/空气充气误差。例如，节气门的预移动可基于针对切断阀估计的预计移动，但基于实际移动和/或实际气流测量，对节气门的进一步调节可能太慢，并且因此对火花正时的调节可用于补偿此类瞬时误差。
[0064]虽然已参考被清洁的切断阀以及经调节以补偿穿过超级吸气器的流的变化的节气门作出以上描述，但本公开的方法可通过改变节气门的位置以及控制切断阀以补偿穿过节气门的流的变化可以应用于清洁节气门，这同样是可能的。因此，相对于切断阀描述的特征也可应用于节气门。
[0065]本领域的技术人员将理解，虽然已参照一个或更多个示例以示例的方式描述本发明，但本发明不限于所公开的示例，并且在不脱离由随附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下可构建可替代的示例。
【主权项】
1.一种清洁制动助力器吸气器的切断阀的方法，所述切断阀能够操作以选择性地允许进气空气流穿过吸气器，所述吸气器绕过发动机的节气门并且为制动助力器提供真空源，其中所述方法包括: 确定所述切断阀是否需要清洁； 至少部分地打开所述切断阀，以便允许空气流穿过所述切断阀并且清洁所述切断阀；以及 调节所述发动机的所述节气门位置以补偿穿过所述吸气器的附加进气空气流。2.根据权利要求1所述的方法，还包括关闭所述切断阀并且将所述节气门返回到其未调节的位置。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述切断阀的打开和关闭连同对所述节气门位置的相应调节被重复。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述节气门位置被调节以补偿穿过所述吸气器的所述附加进气空气流，以便维持恒定的入口歧管压力。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述节气门位置被调节以补偿穿过所述吸气器的所述附加进气空气流，以便维持恒定的发动机扭矩。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括: 确定节气门位置的可能变化是否能够补偿穿过所述吸气器的所述附加进气空气流。7.根据权利要求1所述的方法，还包括: 确定发动机转速和/或扭矩是否在允许所述切断阀的清洁的范围内。8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述切断阀是否需要清洁包括: 确定以下各项的间隔: 发动机运行时间； 发动机转数;和/或 发动机或车辆英里数； 自所述切断阀先前打开以来的时间，并且 将结果与预定阈值相比较。9.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述切断阀是否会需要清洁包括: 确定自所述切断阀先前清洁以来的时间间隔，并且将结果与预定阈值相比较。10.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述切断阀是否会需要清洁包括: 感测污染物是否已积聚在所述吸气器的切断阀内。11.一种清洁节气门的方法，所述节气门能够操作以选择性地允许进气空气流进入发动机的入口歧管，其中所述方法包括: 确定所述节气门是否会需要清洁； 调节所述节气门的位置，以便干扰已停留在所述节气门上的任何污染物；以及调节超级吸气器切断阀的位置以补偿穿过所述节气门的进气空气流的变化，所述超级吸气器切断阀选择性地允许所述进气空气流穿过绕过所述节气门的吸气器。12.—种用于清洁制动助力器吸气器切断阀或发动机的节气门的系统，其包括: 所述切断阀，其能够操作以选择性地允许进气空气流穿过吸气器，所述吸气器绕过所述发动机的所述节气门并且为制动助力器提供真空源， 一个或多个控制器，其包括被配置成执行以下方法的可执行指令，所述方法包括: 确定所述切断阀是否需要清洁； 至少部分地打开所述切断阀，以便允许空气流穿过所述切断阀并且清洁所述切断阀；以及 调节所述发动机的所述节气门位置以补偿穿过所述吸气器的附加进气空气流。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述系统还包括一个或多个传感器，其被配置成感测污染物是否已积聚在所述制动助力器吸气器切断阀和/或发动机的所述节气门内。14.根据权利要求12所述的系统，所述控制器还包括指令，该指令用于: 关闭所述切断阀并且将所述节气门返回到其未调节的位置； 其中所述切断阀的打开和关闭连同对所述节气门位置的相应调节被重复。15.根据权利要求12所述的系统，所述控制器还包括指令，该指令用于: 调节所述节气门位置以补偿穿过所述吸气器的所述附加进气空气流，以便维持恒定的入口歧管压力； 调节所述节气门位置以补偿穿过所述吸气器的所述附加进气空气流，以便维持恒定的发动机扭矩。16.根据权利要求12所述的系统，所述控制器还包括指令，该指令用于: 确定自所述切断阀先前清洁以来的时间间隔，并且将结果与预定阈值相比较； 感测污染物是否已积聚在所述吸气器切断阀内。17.根据权利要求12所述的系统，所述控制器还包括指令，该指令用于: 确定所述节气门是否需要清洁； 调节所述节气门的位置，以便干扰已停留在所述节气门上的任何污染物；以及调节超级吸气器切断阀的位置以补偿穿过所述节气门的进气空气流的变化，所述超级吸气器切断阀选择性地允许所述进气空气流穿过绕过所述节气门的吸气器。18.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述切断阀是会需要清洁还包括: 确定自所述切断阀先前清洁以来的时间间隔，并且将结果与预定阈值相比较。19.根据权利要求9所述的方法，其中确定所述切断阀是否需要清洁还包括: 感测污染物是否已积聚在所述吸气器切断阀内。20.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述节气门是否需要清洁包括:确定以下各项的间隔: 发动机运行时间； 发动机转数;和/或 发动机或车辆英里数； 自所述节气门先前打开以来的时间，并且 将结果与预定阈值相比较。
【文档编号】F02D41/00GK105966383SQ201610052645
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】T·勒罗伊, B·D·伊夫斯, A·斯托顿
【申请人】福特环球技术公司