[发明专利]估计发动机空气过滤器的空气流约束的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机，且更具体地涉及估计发动机空气过滤器的空气流约束的系统和方法。

背景技术

在此提供的背景说明是为了总体上介绍本发明背景的目的。当前所署名发明人的工作（在背景技术部分描述的程度上）和本描述中否则不足以作为申请时的现有技术的各方面，既不明显地也非隐含地被承认为与本发明相抵触的现有技术。

内燃机燃烧气缸内的空气/燃料混合物以产生驱动扭矩。空气可被抽吸到（涡轮增压器的）压缩机入口中并且通过空气进气系统，所述空气进气系统可由节气门调节。空气可通过位于压缩机上游（即，前面）的空气过滤器来过滤。过滤后的空气于是可分配到多个气缸中并且结合燃料以产生A/F混合物。空气在进入气缸之前可结合燃料（即，端口燃料喷射）或者空气可在气缸内结合燃料（即，直接燃料喷射）。A/F混合物于是可由活塞压缩并点火。A/F混合物的点火可经由火花塞所产生的火花来进行（即，火花点火）、和/或A/F混合物的点火由于A/F混合物的增加温度和/压力而“自动”进行（即，压缩点火）。

A/F混合物的点火驱动活塞，所述活塞旋转地转动曲轴，从而产生驱动扭矩。驱动扭矩可经由包括多个传动比的变速器传输给车辆的传动系（例如，车轮）。源自燃烧的排气可通过排气歧管和排气处理系统从气缸驱出。排气还可经由排气再循环（EGR）系统再循环到进气歧管中，和/或再循环以向涡轮增压器提供动力，所述涡轮增压器进一步增压被抽吸到进气歧管中的空气。

发明内容

用于包括涡轮增压器的发动机的控制系统包括约束估计模块和发动机保护模块。所述约束估计模块基于在涡轮增压器的压缩机出口处的测量温度和建模温度之间的比较来估计通过发动机空气过滤器的空气流约束。所述发动机保护模块基于估计空气流约束实现下述的至少一种操作：控制涡轮增压器增压、控制涡轮增压器空气流、控制发动机的燃料供应速率、和产生用于车辆驾驶员的警告信号。

一种用于包括涡轮增压器的发动机的方法，包括：基于在涡轮增压器的压缩机出口处的测量温度和建模温度之间的比较来估计通过发动机空气过滤器的空气流约束；以及，基于估计空气流约束实现下述的至少一种操作：控制涡轮增压器增压、控制涡轮增压器空气流、控制发动机的燃料供应速率、和产生用于车辆驾驶员的警告信号。

本发明涉及下述技术方案。

1. 一种用于包括涡轮增压器的发动机的控制系统，包括：

约束估计模块，所述约束估计模块基于在涡轮增压器的压缩机出口处的测量温度和建模温度之间的比较来估计通过发动机空气过滤器的空气流约束；和

发动机保护模块，所述发动机保护模块基于估计空气流约束实现下述操作中的至少一种：控制涡轮增压器增压、控制涡轮增压器空气流、控制发动机的燃料供应速率、和产生用于车辆驾驶员的警告信号。

2. 根据方案1所述的控制系统，其中，建模温度基于压缩机入口处的测量温度、压缩机出口处的测量温度和压缩机出口处的测量压力。

3. 根据方案1所述的控制系统，还包括：

第一误差检测模块，所述第一误差检测模块基于在第一预定时段期间的估计空气流约束来检测是否需要更换空气过滤器。

4. 根据方案3所述的控制系统，其中，第一误差检测模块在第一预定时段期间的估计空气流约束指示空气流约束大于预定约束阈值时检测需要更换空气过滤器。

5. 根据方案4所述的控制系统，还包括：

第二误差检测模块，所述第二误差检测模块基于在第二预定时段期间的估计空气流约束和压缩机入口处的测量温度来检测空气过滤器是否由雪花和冰中的至少一种约束，其中，第二预定时段小于第一预定时段。

6. 根据方案5所述的控制系统，其中，第二误差检测模块在第三预定时段期间的估计空气流约束变化速率大于预定阈值变化速率并且在压缩机入口处的测量温度小于预定温度阈值时检测空气过滤器由雪花和冰中的至少一种约束，其中，第三预定时段小于或等于第二预定时段。

7. 根据方案6所述的控制系统，其中，当第一误差检测模块检测到需要更换空气过滤器时，发动机保护模块产生用于车辆驾驶员的更换信号，且其中，当第二误差检测模块检测到空气过滤器由雪花和冰中的至少一种约束时，发动机保护模块产生用于车辆驾驶员的约束信号。

8. 根据方案1所述的控制系统，其中，当估计空气流约束大于第一预定阈值时，发动机保护模块降低涡轮增压器的增压和涡轮增压器的空气流中的至少一种，其中，涡轮增压器的增压和空气流进一步基于发动机速度和车辆海拔。