具体实施方式

以下是与用于诊断发动机的压缩制动系统的功能的方法、装置和系统相关的各种概念和及其实现方式的更详细描述。在转向详细示出某些示例实施例的附图之前，应当理解，本公开不限于说明书中阐述的或在附图中示出的细节或方法。还应该理解，本文所使用的术语仅出于描述的目的，并且不应被视为限制。

总体上参照附图，本文公开的各种实施例涉及用于诊断发动机系统的压缩制动系统的系统、装置和方法。压缩制动是发动机中的重要特征，因为利用压缩制动降低了与维护行车制动系统相关联的维护成本。然而，由于当前的诊断系统依赖于不准确的手动测量以及发动机类型和测试单元之间不一致的标准，因此缺少用于诊断新制造的发动机上的压缩制动系统的当前系统。此外，当前用于压缩制动系统的测试方法通常需要熟练的测试人员的劳动。就这一点而言，生产线测试的末端(即，在离开制造设施之前检查发动机的测试单元)不会产生关于压缩制动系统无法可操作的标志或其他指示。这导致工程人员需要调查压缩制动系统的操作，以识别故障或潜在故障。当发动机被安装用于各种应用(例如，在车辆中，作为固定发电机组的一部分等)后使用发动机时，缺少向操作员通告的结论性标志(例如，故障代码、仪表板指示等)。因此，解决现场的压缩制动故障也需要花费更多的时间来解决。从技术上讲，在压缩制动系统中识别并潜在解决故障状况的能力将有利于减少发动机停机时间并减少典型故障排除练习所需的资源支出，以及其他潜在的好处。

本公开涉及用于诊断内燃机的压缩制动系统的系统和方法。控制器耦合到发动机，该发动机耦合到多个传感器。如果传感器是真实的，则传感器位于整个发动机和相关组件中。真实的或虚拟的传感器获取指示压缩制动系统的操作的数据，其包括监测发动机的“呼吸”能力(即，通过燃烧室的空气和排气的流量)。结果，控制器被构造或配置为确定与发动机的压缩制动系统相关联的参数的值(诸如充气的压力或流量、排气的压力等)，检索与按预期操作的发动机的压缩制动系统相关联的参数的基准值，将参数的值与参数的基准值进行比较，检索指示健康的压缩制动系统的诊断阈值，并且响应于确定比较结果与诊断阈值不匹配，提供警报。下面将更全面地描述这些和其它特征和优点。

现在参考图1，根据示例实施例，示出了具有发动机12、示出为压缩机22和涡轮机23的涡轮增压器、以及控制器26的发动机系统10。根据一个实施例，发动机系统10在车辆内实施。车辆可以包括公路车辆或越野车辆，包括但不限于：长途运输卡车、中型卡车(例如皮卡等)、轿车、双门轿跑车、坦克、飞机、船只以及任何其他类型的车辆。基于这些配置，各种附加类型的组件也可以包括在系统中，例如变速器、一个或多个齿轮箱、泵、致动器或由发动机提供动力的任何组件。

发动机12可以是能够结合压缩制动系统操作的任何类型的发动机。因此，如这里所示，发动机12可以是内燃机(例如，汽油、天然气或柴油发动机)、混合动力发动机(例如，内燃机和电动机的组合)和/或任何其他合适的发动机。在所示的示例中，发动机12被构造为由柴油提供动力的压燃式发动机。发动机12具有气缸14，气缸14接收燃料(例如，来自燃料喷射器、来自燃料供应器等)和空气(例如，来自涡轮增压器)。气缸14包括选择性地打开以将空气接收到气缸14中的进气门15和选择性地打开以从气缸14排出排气的排气门16。内燃发动机12还具有定位在气缸14中的活塞。气缸14内的燃料燃烧引起活塞的移动，并且内燃发动机12被配置为将活塞的移动选择性地转换成机械能，该机械能可被收集以用于例如旋转驱动容纳发动机系统10的车辆的车轮的驱动轴。

虽然仅示出了一个气缸，但是应当理解，发动机12可以包括第二气缸、第三气缸、第四气缸和附加的其它气缸，使得发动机12具有目标数量的气缸并且针对目标应用而定制。例如，发动机12可包括六个、八个、十个、十二个、十六个、二十个或其他数量的气缸和相等数量的活塞。气缸的布置可以是各种布置中的任何一种，例如直列构造、V型构造、W型构造等。此外，除进气门15和排气门16之外，气缸14可包括第二进气门、第二排气门、第三进气门、第三排气门和任何其他气门，使得气缸14具有目标数量的进气门和排气门并可针对目标应用量身定制。

发动机12以循环方式操作。在示例实施例中，循环是四冲程循环，该四冲程循环依次包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。应当理解，尽管在该示例性实施例中发动机12的循环是四冲程循环，但是本公开不应被理解为限于四冲程循环，而应被理解为适用于二冲程或其他循环。

示出的发动机系统10还包括压缩制动系统11。压缩制动系统11被配置为由发动机系统10的操作员接合或脱离，或者根据由控制器26实施的控制方案接合或脱离。当压缩制动系统11脱离时，发动机12不使用压缩制动。当压缩制动系统11接合时，排气门16在四冲程循环的压缩冲程期间打开，从而释放一些压缩的或即将被压缩的空气。这样，由膨胀冲程产生的活塞的移动减少，因此，收集用于旋转驱动轴的能量减少，这反过来使车辆减速。

压缩制动系统11可以使用任何数量的气缸，使得(一个或多个)排气门在某些气缸的压缩冲程期间打开，但是对于其他气缸保持关闭。如果压缩制动系统11使用更多的气缸，则由于释放了更多的压缩空气或即将压缩的空气，因此产生了更多的负功率(即制动量)。压缩制动系统11所利用的气缸数量可以由操作员在接合压缩制动系统11时确定，或者由控制器26根据控制方案来确定。在一些实施例中，在利用压缩制动系统11的整个时间长度内，利用的气缸的数量保持相同。在其它实施例中，基于对压缩制动系统11的需求而改变所利用的气缸的数量(例如，如果要求更多的制动，则所利用的气缸的数量增加)。

燃烧过程的产物(即，来自压缩制动的排气和排出空气(exhaust gas anddischarged air))经由排气门16从气缸14排出，并通过排气通道排入涡轮机23中。涡轮机23通过例如轴机械地联接至压缩机22，从而形成涡轮增压器。从气缸14排出的排气和空气可以驱动涡轮机23旋转，这可以继而驱动压缩机22以压缩供应给发动机12的空气。废气门24可使部分排气和排出空气绕过涡轮机23，使得更少的能量用于涡轮，这进而减少传递到压缩机22的功率并降低供应到发动机12的空气的压力。然而，在一些实施例中，可以从发动机系统10中省略涡轮增压器。在这些实施例中，发动机是自然吸气的，这意味着空气/燃料混合物通过大气压和在进气冲程期间活塞向下运动所产生的轻微真空抽吸到气缸14中。

当压缩制动系统11接合并按预期工作时，由于排气阀16在四冲程循环中被打开两次(而不是在压缩制动系统11脱离时在四冲程循环中被打开一次)，因此增加的排气和空气的量被排放到涡轮机23中。这增加的排放量增加了发动机系统10的容积效率，从而导致通过涡轮机23的流量增加。通过涡轮机23的这增加的流量导致涡轮机23的更高的膨胀比，这反过来导致在涡轮机23的入口处的更大的排气压力。增加的通过涡轮机23的流量还增加了传递到压缩机22的功率量，从而增加了来自压缩机22的增压压力。来自压缩机22的增压压力的增加意味着进气门15处的充气空气的压力和流速更大。

在一些实施例中，发动机可联接到配置成处理从发动机排出的排气的后处理系统。后处理系统构造成在将排气排放到大气中之前接收排气并将排气中的成分还原为危害较小的化合物。后处理系统可包括柴油氧化催化剂、柴油颗粒过滤器、选择性催化还原系统、还原剂给料系统以及一个或多个传感器中的一个或多个其他组件。

还如图所示，在发动机系统10中包括各种传感器30。传感器30耦合(特别是可通信地耦合)至控制器26，使得控制器26可以监测和获取指示系统10的操作的数据。如图所示，系统10包括流速传感器2、压力传感器4、扭矩传感器6以及发动机传感器8。流速传感器2获取指示排气和/或充气空气在其或大约在其布置位置处的流速的数据，或如果是虚拟的确定排气和/或充气空气在其或大约在其布置位置处的近似流速。压力传感器4获取指示排气和/或充气空气在其或大约在其布置位置处的压力的数据，或如果是虚拟的确定排气和/或充气空气在其或大约在其布置位置处的近似压力。扭矩传感器6获取指示内燃机12的扭矩的数据，或如果是虚拟的确定内燃机12的近似扭矩。如果扭矩传感器6是虚拟的，则扭矩传感器6可以根据发动机12的速度、进气门15处的排气压力以及排气门16处的排气压力来确定发动机12的扭矩。发动机传感器8获取指示发动机12的操作的数据，或者如果是虚拟的，则确定指示发动机12的操作的近似数据。关于发动机12的操作数据可以包括但不限于发动机速度、功率输出和负载等。应当理解，所描绘的传感器的位置、数量和类型仅是示例性的。在其它实施例中，传感器30可以定位在其它位置，可以有比所示出的更多或更少的传感器，和/或不同的/附加的传感器也可以被包括在系统10中(例如，环境空气传感器、温度传感器等)。本领域普通技术人员将理解并认识到系统10中传感器30的高可配置性。

因为存在直接响应于压缩制动系统11的操作的各种感测值(例如充气压力、充气流量、排气压力等)，所以控制器26可以通过对这些感测值的分析来确定和监测压缩制动系统11的健康和操作状况。压缩制动系统11的健康是指压缩制动系统11按预期操作的能力。健康的压缩制动系统表明压缩制动系统正常工作。相反，如果压缩制动系统的健康状况较差，则表明压缩制动系统没有正常工作。例如，如果压缩制动系统11被接合，但是进气门15处的空气的充气压力没有增加或者增加到比预期的小的程度，则压缩制动系统11的健康可能存在问题，使得压缩制动系统可能无法适当地减速发动机12)。如本文所述，控制器26可监测发动机系统的各种参数，以确定压缩制动系统是健康的(按预期操作)还是不健康的或可能不健康的。

健康确定可以基于相对于健康压缩制动系统的相关联的数据点的一个数据点(例如，充气压力的比较)。在其它实施例中，健康确定可以基于相对于健康压缩制动系统的相关联数据点的两个或更多个数据点(例如充气压力的比较和排气压力的比较)。(一个或多个)数据点可以由多个因素指定，包括但不限于压缩制动系统11利用的气缸数、压缩机22入口处的空气密度等。

如本文所述，控制器26利用一个或多个值来诊断压缩制动系统。直接响应于工作的压缩制动系统11的感测值的示例包括但不限于进气门15处的空气的充气流速、排气门16处的排气压力以及发动机扭矩。此外，仅在单个实例上进行适时监测将导致数量不合理的假故障(或替代地，漏掉真故障(positives))。因此，结合累积求和(Cusum)函数或积分用于吸收瞬时噪声并监测一段时间内的值。

响应于工作的压缩制动系统11的另一感测值是发动机12的扭矩。因为工作的压缩制动系统11通过减少传递到旋转凸轮轴的功率量来使发动机12减速，所以工作的压缩制动系统11可以被认为是增加了发动机提供的负扭矩。这样，通过在压缩制动系统11被接合时监测由发动机12产生的扭矩，控制器26可以确定压缩制动系统11是否工作(也称为按预期或设计操作)。在一些实施例中，扭矩由真实传感器感测。在其它实施例中，扭矩由虚拟传感器确定或估计，虚拟传感器部分地基于排气压力、充气压力和发动机速度来进行确定。发动机功率输出(定义为发动机转速和发动机扭矩的乘积)类似地响应于工作的压缩制动系统，并且可以类似地受到监测。

由于图1的组件被示为体现在系统10中，因此控制器26可以被构造为一个或多个电子控制单元(ECU)。控制器26可以与变速器控制单元、排气后处理控制单元、动力系控制模块、发动机控制模块等中的至少一个分离或包括在其中。在图2中更详细地描述了控制器26的功能和结构。

车辆的组件可使用任何类型和数量的有线或无线连接彼此通信或与外部组件(例如，远程操作员)通信。控制器26与车辆的组件之间以及之中的通信可以通过任何数量的有线或无线连接(例如，IEEE下的任何标准)。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线连接。无线连接可以包括因特网、Wi-Fi、蜂窝、无线电、蓝牙、ZigBee等。在一些实施例中，控制器区域网络(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线包括任何数量的有线和无线连接，其提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线可以包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以与外部计算机建立连接(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。

现在参考图2，根据示例实施例示出了图1的发动机系统的控制器26的示意图。如图2所示，控制器26包括具有处理器52和存储器53的处理电路51、定量电路55、阈值电路56和通信接口54。控制器26构造成诊断压缩制动系统11。通过确定各种压缩制动参数的感测值与预定和预设操作阈值之间的差(如果有)，并将这些差与预定义或预设诊断阈值进行比较。基于该比较，控制器26确定压缩制动系统11是否按预期工作，或者压缩制动系统是否发生故障，并作出响应动作。

在一种配置中，定量电路55和阈值电路56被实现为可由处理器(例如处理器52)执行的机器或计算机可读介质。如本文所述以及其他用途中，机器可读介质促进特定操作的执行以实现数据的接收和传输。例如，机器可读介质可以提供指令(例如，命令等)以例如获取数据。就这一点而言，机器可读介质可包括定义数据采集频率(或数据传输)的可编程逻辑。计算机可读介质可包括可以以包括但不限于Java等的任何编程语言和任何常规过程编程语言(诸如“C”编程语言或类似编程语言)编写的代码。计算机可读程序代码可以在一个处理器或多个远程处理器上执行。在后一种情况下，远程处理器可以通过任何类型的网络(例如，CAN总线等)彼此连接。

在另一配置中，定量电路55和阈值电路56被实现为硬件单元，例如电子控制单元。这样，定量电路55和阈值电路56可以被实现为一个或多个电路组件，包括但不限于处理电路、网络接口、外围设备、输入设备、输出设备、传感器等。在一些实施例中，定量电路55和阈值电路56可以采取一个或多个模拟电路、电子电路(例如，集成电路(IC)、分立电路、片上系统(SOC)电路、微控制器等)、电信电路、混合电路和任何其他类型的“电路”的形式。就这一点而言，定量电路55和阈值电路56可以包括用于完成或促进实现本文所述操作的任何类型的组件。例如，这里描述的电路可以包括一个或多个晶体管、逻辑门(例如NAND、AND、NOR、OR、XOR、NOT、XNOR等)、电阻器、多路复用器、寄存器、电容器、电感器、二极管、布线等等)。定量电路55和阈值电路56还可以包括可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等。定量电路55和阈值电路56可包括一个或多个存储器设备，用于存储可由定量电路55和阈值电路56的(一个或多个)处理器执行的指令。所述一个或多个存储器设备和(一个或多个)处理器可以具有与下面关于存储器53和处理器52提供的相同的定义。在一些硬件单元配置中，定量电路55和阈值电路56可以在地理上分散在车辆中的各个分开的位置中。可选地，并且如图所示，定量电路55和阈值电路56可以被实现在单个单元/壳体(示为控制器26)中或内部。

在所示的示例中，控制器26包括具有处理器52和存储器53的处理电路51。处理电路51可以被构造或被配置为执行或实施本文描述的关于定量电路55和阈值电路56的指令、命令和/或控制过程。所描绘的配置表示定量电路55和阈值电路56作为机器或计算机可读介质。然而，如上所述，该图示并不意味着是限制性的，因为本公开考虑了定量电路55和阈值电路56或定量电路55和阈值电路56中的至少一个电路被配置为硬件单元的其他实施例。所有这些组合和变化都意图落入本公开的范围内。

处理器52可以被实现旨在执行本文所述的功能的单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其他可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或其任何组合。处理器可以是微处理器、或任何常规处理器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器、或任何其他这样的配置。在一些实施例中，一个或多个处理器可由多个电路共享(例如，定量电路55和阈值电路56可包括或以其他方式共享相同的处理器，在一些示例性实施例中，该处理器可以执行存储的或以其他方式经由存储器的不同区域访问的指令)。可选地或另外地，一个或多个处理器可构造成独立于一个或多个协同处理器来执行或以其他方式执行某些操作。在其他示例实施例中，两个或更多个处理器可通过总线联接以实现独立、并行、流水线或多线程指令执行。所有这些变化都意图落入本公开的范围内。

存储器53(例如，存储器设备、存储器单元、存储设备)可以包括一个或多个用于存储数据和/或计算机代码的设备(例如，RAM、ROM、闪存、硬盘存储)，以完成或促进本公开中描述的各种处理、层和模块。存储器53可以可通信地连接到处理器52，以向处理器52提供计算机代码或指令以执行本文描述的至少一些处理。此外，存储器53可以是或包括有形的非瞬态易失性存储器或非易失性存储器。因此，存储器53可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件、或用于支持本文描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。

定量电路55被配置或构造为经由通信接口54与传感器30通信，接收关于系统10的各种操作参数的信息，并确定这些操作参数的感测值与这些操作参数的关联期望值(或基准)之间的差。由此产生的差称为压缩制动功能(functionality)值。压缩制动功能值通常表示压缩制动系统11偏离预期性能的量。这些操作参数与压缩制动系统11的操作有关，并且包括但不限于排气压力(例如，在排气门16处或附近)、充气压力(例如，在进气门15处或附近)、充气流速、发动机扭矩、和/或发动机功率输出。可以根据当前操作条件(诸如给定的环境空气密度和发动机类型(例如气缸的数量、诸如扫缸容积(swept cylinder volume)等的发动机设计特征))的发动机速度设置这些参数中的每一个的期望值。然后，通过确定在特定发动机转速下的参数的实际值，定量电路55将参数的实际值与参数的期望值进行比较，并确定两者之间的差(即，压缩制动功能值)。在图3A、图4和图5A中示出了说明由定量电路55执行的参数跟踪的示例图表，下面将对其进行更详细地描述。在图3B、图4和图5B中示出了说明针对这些相同参数的确定的压缩制动功能值的图表，下面将对其进行更详细地描述。

因此，现在参考图3A，示出了定量电路55跟踪两个参数：充气流速和充气压力的示例图表300。图表300的X轴反映发动机12的速度，并且以每分钟转数(RPM)为单位给出，其中值从左到右增加。图表300的左Y轴反映充气流速(例如，当充气进入进气门15时)，并且以每分钟千克(kg/min)为单位给出，其中值从下到上增加。图表300的右Y轴反映空气的充气压力(例如，当充气空气进入进气门15时)，并且以千帕斯卡(kPa(abs))为单位给出，其中值从下到上增加。线310绘制了当压缩制动系统11正常工作时根据发动机速度的充气流速的值，并且总体上示出了在压缩制动系统正常工作的情况下充气流速随着发动机速度的增加而增加。线315绘制了当压缩制动系统11不正常工作时根据发动机速度的充气流速的值，并且总体上示出了在压缩制动系统出故障的情况下充气流速同样会随着发动机速度的增加而增加，但是出故障的压缩制动系统的充气流速总体上处于较低的水平。虚线320绘制了当压缩制动系统11正常工作时根据发动机速度的充气压力的值，并且总体上示出了在压缩制动系统正常工作的情况下，充气压力随着发动机速度增加而迅速增加到某一点，然后逐渐减小。虚线325绘制了当压缩制动系统11不正常工作时根据发动机速度的空气的充气压力的值，并且总体上示出了充气压力随着发动机速度的增加而稳定地增加，但是出故障的压缩制动系统的充气压力总体上处于较低的水平。如图所示，在图表300上跟踪的每个发动机速度下，当压缩制动系统11正常工作时的充气流速和充气压力的值大于当压缩制动系统11不正常工作时的充气流速和充气压力的值。可替代地，如果发动机12是自然吸气发动机(即，发动机12不具有涡轮增压器)，则对于正常工作的压缩制动系统11和出故障的压缩制动系统11，充气压力将基本相同。此外，由于自然吸气发动机的固有功能，充气压力将基本上等于环境压力。

在一些实施例中，线310和320可以(分别)示出充气流速和充气压力的基准值，定量电路利用该基准值来确定与那些参数相关联的压缩制动功能值。在这些实施例中，基准值表示在具有压缩制动系统按预期工作的系统(即，“健康”系统)中的相关参数的实际感测值。为了进行适当的比较，健康系统的特性可以与被测试系统相同或大致相同(例如，压缩制动系统、涡轮增压器系统、后处理系统组件使用的相同的发动机类型、相同数量的气缸等)。因此，健康基准值直接类比于被测试/诊断的系统。在操作中，可以测试各种发动机系统以获取健康值的图表，从而允许快速诊断各种发动机系统。

虽然在该示例中，线315和325(分别)绘制了当压缩制动系统11不正常工作(不健康)(即以0％能力操作)时的充气流速和充气压力，但由定量电路55执行的跟踪不限于那些极端，使得当压缩制动系统11在工作但以小于100％的能力工作时，定量电路也可以跟踪那些参数。这样，线315和325可以被视为示出了通过与310和320的基准值进行比较来诊断的系统10的感测值(从传感器30接收到的)。

图3B示出了定量电路55确定图3A中所绘出的相同两个参数的压缩制动功能值的示例图表350。图表350的X轴反映发动机的速度，并且以每分钟转数(RPM)为单位给出，其中值从左到右增加。图350的左Y轴反映空气的充气流速(例如，当充气的空气进入进气门15时)，并且以千克/分钟(kg/min)为单位给出，其中值从下到上增加。图表350的右Y轴反映空气的充气压力(例如，当充气空气进入进气门15时)，并且以千帕斯卡(kPa(abs))为单位给出，其中值从下到上增加。线360绘制了根据发动机速度的线310和315之间的差，并且总体上示出了线310和315之间的差随着发动机速度增加而增加到某一点，然后减小，但从未为负(即，在发动机速度的每个值处，具有正常工作的压缩制动系统的系统的充气流速都大于具有出故障的压缩制动系统的系统的充气流速)。线370绘制了根据发动机速度的线320和325之间的差，并且总体上示出了线320和325之间的差随着发动机速度增加而增加到某一点，然后减小，但从未为负(即，在发动机速度的每个值处，具有正常工作的压缩制动系统的系统的充气压力都大于具有出故障的压缩制动系统的系统的充气压力)。在其中线310和320示出基准值并且线315和325示出感测值的那些实施例中，线360和370因此示出相关联的参数的压缩制动功能值。

图4示出了定量回路55跟踪排气(例如，在排气门16处)的压力并确定相关联的压缩制动功能值的示例图表400。图表400的X轴反映发动机的速度，并且以每分钟转数(RPM)为单位给出，其中值从左到右增加。图表400的Y轴反映排气的压力(例如，当排气离开排气门16时)，并且以千帕斯卡(kPa(abs))为单位给出，其中值从下到上增加。线410绘制了当压缩制动系统11正常工作时根据发动机速度的排气压力的值，并且总体上示出了对于正常工作的压缩制动系统，排气压力随着发动机速度的增加而增加。线420绘制了当压缩制动系统11不正常工作时根据发动机速度的排气压力(例如，当排气离开排气门16时)的值，并且总体上示出了在压缩制动系统出故障的情况下排气压力同样会随着发动机速度的增加而增加，但是出故障的压缩制动系统的排气压力总体上处于较低的水平。虚线430绘制了根据发动机速度的线410和420之间的差，并且总体上示出了线410和420之间的差随着发动机速度增加而增加，并且几乎完全为正(即，在发动机速度的每个值处，但是是在相对较低的值处，具有正常工作的压缩制动系统的系统的排气压力大于具有出故障的压缩制动系统的系统的排气压力)。类似于图3A和3B，在一些实施例中，线410示出了排气压力的基准值、线420示出了排气压力的感测值、以及线430示出了排气压力的压缩制动功能值。

图5A示出了定量电路55跟踪两个参数(发动机扭矩和发动机功率输出)的示例图表500。图表500的X轴反映发动机的速度，并且以每分钟转数(RPM)为单位给出，其中值从左到右增加。图500的左Y轴反映发动机的扭矩，并且以牛顿米(Nm)为单位给出，其中值从下到上增加。图表500的右Y轴反映发动机的功率输出，并且以千瓦(KW)为单位给出，其中值从下到上增加。线510绘制了当压缩制动系统11不正常工作时根据发动机速度的发动机的扭矩的感测值，并且总体上示出了感测的扭矩随着发动机速度的增加而稳定地增加。线520绘制了当压缩制动系统11不正常工作时根据发动机速度的发动机的扭矩的估计值，并且总体上示出了对于出故障的压缩制动系统，估计扭矩随着发动机速度的增加而稳定地增加。基于发动机速度、充气压力(例如，在进气门15处)、排气压力(例如，在排气门16处)以及发动机的凸轮轮廓的感测值来进行该估计。线530绘制了当压缩制动系统11正常工作时根据发动机速度的发动机的扭矩的估计值，并且总体上示出了对于正常工作的压缩制动系统，估计扭矩随着发动机速度的增加而稳定地增加。类似地，基于发动机速度、充气压力(例如，在进气门处)、排气压力(例如，在排气门处)以及发动机12的凸轮轮廓的感测值进行该估计。

仍参考图5A，线515绘制了当压缩制动系统11不正常工作时根据发动机速度的发动机的功率输出的感测值，并且总体上示出了感测的功率输出随着发动机速度的增加而稳定地增加。线525绘制了当压缩制动系统11不正常工作时根据发动机速度的发动机的功率输出的估计值，并且总体上示出了对于出故障的压缩制动系统，估计功率输出随着发动机速度的增加而稳定地增加。基于发动机速度、充气压力(例如，在进气门15处)、排气压力(例如，在排气门16处)以及发动机的凸轮轮廓的感测值来进行该估计。线535绘制了当压缩制动系统11正常工作时根据发动机速度的发动机的功率输出的估计值，并且总体上示出了对于正常工作的压缩制动系统，估计功率输出随着发动机速度的增加而稳定地增加。类似地，基于发动机速度、充气压力(例如，在进气门15处)、排气压力(例如，在排气门16处)以及发动机的凸轮轮廓的感测值进行该估计。

图5B示出了定量电路55确定图5A中所绘出的相同两个参数的压缩制动功能值的示例图表。图表550的X轴反映发动机的速度，并且以每分钟转数(RPM)为单位给出，其中值从左到右增加。图550的左Y轴反映发动机的扭矩，并且以牛顿米(Nm)为单位给出，其中值从下到上增加。图表550的右Y轴反映发动机的功率输出，并且以千瓦(KW)为单位给出，其中值从下到上增加。线560绘制线530和线520之间的差，使得在一些实施例中，线560绘制当压缩制动系统11正常工作时的发动机的估计扭矩的基准值(即线530)和当压缩制动系统11不正常工作时的发动机的扭矩的估计值(基于当前感测值)(即线520)之间的差。因此，类似于图3B的线360和370，在这些实施例中，线560绘制了估计发动机扭矩的压缩制动功能值，并且总体上示出了线520和530之间的差随着发动机速度增加而增加，并且完全为正(即，在发动机速度的每个值处，具有正常工作的压缩制动系统的系统的估计扭矩都大于具有出故障的压缩制动系统的系统的估计扭矩)。线570绘制线535和线525之间的差，使得在一些实施例中，线570绘制了当压缩制动系统11正常工作时的发动机的估计功率输出的基准值(即线535)和当压缩制动系统11不正常工作时的发动机的功率输出的估计值(基于当前感测的值)(即线525)之间的差。因此，类似于线560，在这些实施例中，线570绘制了发动机的估计功率输出的压缩制动功能值，并且总体上示出了线525和535之间的差随着发动机速度增加而增加，并且完全为正(即，在发动机速度的每个值处，具有正常工作的压缩制动系统的系统的估计功率输出都大于具有出故障的压缩制动系统的系统的估计功率输出)。

阈值电路56被构造或配置为接收来自定量电路55的压缩制动功能值，并确定压缩制动系统11的健康(即，压缩制动系统11是否正常工作)。阈值电路被构造或配置为检索指示“健康”压缩制动系统的诊断阈值，该诊断阈值可基于压缩制动系统11的年龄、发动机系统10内的其它组件的状态或操作员的喜好。

在一些实施例中，阈值电路56对压缩制动功能值超过诊断阈值或与诊断阈值不匹配的每个情况作出反应，并在超过诊断阈值时随时发出警报。在其它实施例中，阈值电路56将压缩制动功能值馈入用于吸收噪声的累加和，即“CUSUM”函数。Cusum函数合计在预定义的时间段内的压缩制动功能值，并且如果在预定义时间段内的压缩制动功能值的总和超过该时间段内的压缩制动功能值的总和的预定义或预设阈值，则触发警报。该函数像一个存储桶(bucket)一样操作：如果存储桶在特定时间段内充满并超过阈值，则存储桶溢出并触发警报。通过在这些实施例中利用Cusum函数，阈值电路56忽略持续很短时间帧的小的压缩制动功能值，从而避免假故障和操作员的信号疲劳。例如，当压缩制动系统11首次接合(即被激活)时，由于来自系统10中的运动部件(例如涡轮机23)的惯性，参数响应中可能存在一些滞后，运动部件可能不会立即对压缩制动系统11的接合做出反应。

在其他实施例中，阈值电路56计算压缩制动系统值的积分，其示例在图6A和6B中示出。积分计算的效用与Cusum函数的效用相似，因为积分能够实时监测随时间变化的压缩制动功能值。当积分的值达到建立的阈值时，阈值电路56触发警报。

虽然在一些实施例中，当超过诊断阈值时，阈值电路56触发警报，但在其他实施例中，当压缩制动功能值与诊断阈值不匹配时(例如，压缩制动功能值在诊断阈值的诸如5％的范围内)，阈值电路56触发警报。通过在除了完全超过诊断阈值的情况之外的情况下触发警报，阈值电路56是自适应的并且可以对压缩制动系统11中的可能问题更敏感。因此，阈值电路56还可以在压缩制动系统11是在工作但以低于100％操作的情况下触发警报，使得压缩制动功能值正在接近诊断阈值但尚未超过诊断阈值，这可以指示压缩制动系统的可能问题但不是完全的不工作的压缩制动系统。此外，在这些实施例中的一些实施例中，阈值电路触发次级警报，该次级警报指示压缩制动功能在诊断阈值的5％之内但尚未超过诊断阈值，从而用户可以预期即将到来的压缩制动系统11的问题。

在一些实施例中，诊断阈值是基于发动机类型(例如，气缸的数量、诸如扫缸容积的发动机设计特征、涡轮增压器的类型等)、和/或基于影响发动机的“呼吸”能力的那些发动机操作条件(例如，环境空气密度等)来确定的。

现在参考图6A，示出了以不正常工作的压缩制动系统11为特点的系统10的示例图表600。图表600的X轴反映压缩制动系统接合以来的时间，并且以秒(s)为单位给出，其中值从左到右增加。图表600的左Y轴反映发动机(例如，在进气门15处)的充气压力，并且以千帕斯卡(kPa)为单位给出，其中值从下到上增加。图表600的右Y轴反映压缩制动功能值的积分值，并且以单位千帕秒(kPa*s)给出，其中值从下到上增加。线610绘制了对于该给定发动机并且在该环境空气密度下的充气压力随时间的基准值，并示出了对于这组特定的外部操作条件(例如，道路坡度、轮胎压力、外部风等)和由压缩制动施加的制动功率，基准充气压力在接合正常工作的压缩制动系统后随时间减小。线620绘制了充气压力随时间的感测值，并且示出了对于这组特定的外部操作条件和由压缩制动施加的制动功率，充气压力在接合出故障的压缩制动系统后随时间保持平坦。线630绘制了该差(即“线610”-“线620”)随时间的积分，并且总体上示出该积分随时间持续增加(即，具有正常工作的压缩制动系统的系统中的基准充气压力大于具有出故障的压缩制动系统的系统中的充气压力，使得该差在压缩制动系统接合之后的整个时间内为正)。在一些情况下，例如当车辆驶下特别陡峭的山坡时，即使在压缩制动系统11接合且正常工作的情况下，发动机12的速度仍可能会增加。因此，在这种情况下，尽管压缩制动系统11正常工作，充气压力将随时间增加。然而，在该情况下，对于正常工作的压缩制动系统11而言，充气压力仍将大于对于出故障的压缩制动系统11，这意味着差的积分(例如，线630)仍将捕获压缩制动系统11的工作的指示。

现在参考图6B，示出了以能正常工作的压缩制动系统11为特点的系统10的示例图表650。图表650的轴的单位与图表600中的轴的单位相同。然而，图表650的X轴和右Y轴的比例明显小于图表600的比例，使得从左到右经过的时间更少，并且绘制积分的线(线635)小于线630的比例的1/10。线615类似地绘制了对于该给定发动机和在该环境空气密度下的充气压力(例如，在进气门15处)随时间的基准值，并且示出了对于这组特定的外部操作条件和由压缩制动施加的制动功率，充气压力在接合正常工作的压缩制动系统后随时间减小。类似地线625绘制进气门15处的充气压力随时间的感测值，并且总体上示出充气压力在接合正常工作的压缩制动系统后随时间减小。类似地线635绘制了差(即“线615”-“线625”)随时间的积分，并且示出了对于这组特定的外部操作条件和由压缩制动施加的制动功率，该积分不一致地沿一个方向或另一个方向移动(即，基准值与感测值之间的差随时间不一致地不同)。如通过线630和635(线630和635分别绘制了不工作的压缩制动系统11和工作的压缩制动系统11的压缩制动功能值的积分)的比较清楚的是监测这些值随时间的积分是识别不工作压缩制动系统的有效方法，因为监测出故障的压缩制动系统的积分(线630)持续增加，而监测正常工作的压缩制动系统的积分(线635)不是那么始终如一的。

响应于阈值电路56确定已超过诊断阈值(在某种情况下或由于Cusum/积分的结果)，阈值电路56发出关于压缩制动系统11的健康的警报。在一些实施例中，该警报是在维修事件期间技术人员可以读取的升起的旗帜。在其它实施例中，警报是故障代码，其例如可通过服务诊断工具访问。在其他实施例中，警报是车辆的仪表板或其他显示区域上的灯(例如，指示灯)，其被点亮以指示故障。在一些实施例中，警报可以经由网络被发送到远程话务员。在这种情况下，提供远程监控和检查诊断。

现在参考图7，示出了根据示例实施例的用于诊断压缩制动系统的功能的方法700。方法700可至少部分地由控制器26执行。因此，可以参考控制器26和系统10的组件以帮助对方法700的解释。

方法700开始于过程702。在过程704，激活压缩制动系统11。控制器26可提供开始压缩制动的命令，从而控制发动机的阀门和其它组件以实现压缩制动(例如，在压缩冲程期间使(一个或多个)排气门打开)。该激活可以基于用于压缩制动的明确的用户输入(例如，翻转车辆仪表板上的开关、按下按钮、按下触摸屏上的图标等)。该激活可以基于控制器26中的编程。

在过程706，确定或获取指示压缩制动系统11性能的参数的值。基于该参数，可以直接感测该值，或者可以基于其它感测的值来估计该值。在过程707处示出了可能的参数。在该确定之后，在过程708基于在过程709给出的因子检索参数的基准值。在此之后，在过程710比较感测值和基准值。然后，在过程712，比较的结果或者被馈入累积求和(Cusum)函数中，或者被计算为积分。如果比较的结果被馈入Cusum函数中，则在预定时间段内的比较结果被相加在一起。然后在判定步骤714，将该结果(累加和或积分)与诊断阈值进行比较，如果结果与阈值匹配(714：是)，则返回过程706，或者如果结果与阈值不匹配(714：不是)，则在过程716触发警报。

如本文所使用的，术语“大约”、“约”、“基本上”和类似术语旨在具有广泛的含义，与本公开的主题所属领域的普通技术人员的普通和公认的用法相一致。阅读本公开的本领域技术人员应该理解，这些术语旨在允许描述和要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。因此，这些术语应被解释为表示所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为是在所附权利要求中所述的本公开的范围内。

应当注意的是，如本文中用来描述各种实施例的术语“示例”及其变体旨在表示这样的实施例是可能的实施例的可能的示例、表示或说明(并且这样的术语不旨在暗示这样的实施例必须是非凡的或最优的示例)。

如本文所用，术语“联接”及其变型是指两个构件彼此直接或间接地连接。这样的连接可以是静止的(例如，永久的或固定的)或可移动的(例如，可移动的或可释放的)。可以通过将两个构件直接彼此联接、使用一个或多个单独的中间构件将两个构件彼此联接、或者使用与两个构件中的一个一体形成为单个整体的中间构件将两个构件彼此联接来实现这种连接。如果通过附加术语(例如，直接联接)对“联接”或其变体进行了修改，则上面提供的“联接”的通用定义将通过附加术语的简单语言含义进行修改(例如，“直接联接”是指没有任何单独的中间构件的两个构件的连接)，所得到的定义比上面提供的“联接”的通用定义要窄。这样的联接可以是机械的、电子的或流体的。例如，电路A可通信地“联接”到电路B的可表示电路A直接与电路B通信(即没有中间媒介)或与电路B间接通信(例如通过一个或多个中间媒介)。

虽然在图2中示出了具有特定功能的各种电路，但是应该理解，控制器26可以包括用于完成本文描述的功能的任何数量的电路。例如，定量电路55和阈值电路56的活动和功能可以组合在多个电路中或作为单个电路。还可以包括具有附加功能的附加电路。此外，控制器26还可以控制超出本公开范围的其他活动。

如上所述，在一种配置中，“电路”可以在机器可读介质中实现，以由各种类型的处理器(例如图2的处理器52)执行。例如，所识别的可执行代码的电路可以包括计算机指令的一个或多个例如被组织为对象、过程或功能的物理或逻辑块。然而，所识别的电路的可执行文件不需要在物理上位于一起，而是可以包括存储在不同位置的分散指令，这些指令当逻辑地连接在一起时，构成电路并实现电路的所述目的。实际上，计算机可读程序代码的电路可以是单个指令或许多指令，甚至可以分布在几个不同的代码段上，不同的程序之间，以及几个存储器设备上。类似地，运行数据可以在本文中在电路内被识别和说明，并且可以以任何合适的形式来体现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。操作数据可以收集作为单个数据集，或者可以分布在包括不同存储设备的不同位置上，并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。

尽管以上简要地定义了术语“处理器”，但是术语“处理器”和“处理电路”意在被广泛地解释。就此而言并且如上所述，“处理器”可以被实现为一个或多个通用处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或构造成执行由存储器提供的指令的其他合适的电子数据处理组件。一个或多个处理器可以采取单核处理器、多核处理器(例如，双核处理器、三核处理器、四核处理器等)、微处理器等形式。在一些实施例中，一个或多个处理器可以在设备外部，例如，一个或多个处理器可以是远程处理器(例如，基于云的处理器)。优选地或另外地，一个或多个处理器可以是在装置的内部和/或本地的。在这方面，给定电路或其组件可以布置在本地(例如，作为本地服务器、本地计算系统等的一部分)或远程(例如，作为远程服务器的一部分，例如基于云的服务器)。为此，如本文所述的“电路”可包括分布在一个或多个位置上的组件。

在本公开范围内的实施例包含包括用于携带或在其上存储机器可执行指令或数据结构的机器可读介质的程序产品。这种机器可读介质可以是可由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。作为示例，这种机器可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储设备、或可用于以机器可执行指令或数据结构形式携带或存储所需程序代码并可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何其他介质。上述组合也包括在机器可读介质的范围内。例如，机器可执行指令包括使通用计算机、专用计算机或专用处理机器执行某些功能或一组功能的指令和数据。

尽管附图和描述可以示出方法步骤的特定顺序，但是除非上文另外指定，否则这些步骤的顺序可能与所描绘和描述的步骤不同。另外，除非以上另外指定，否则可以同时或部分同时执行两个或更多步骤。这种变化可以例如取决于所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。同样，可以使用具有基于规则的逻辑和其他逻辑的标准编程技术来完成所描述方法的软件实现，以完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。