[发明专利]用于诊断增压压力控制的方法和系统

说明书

本申请公开了用于诊断增压压力控制的方法和系统。提供用于提供针对缓慢响应的具有较高置信度的被动增压压力监测的方法和系统。监测由系统干扰或操作者扭矩需求触发的增压压力偏差之后的增压压力反馈控制回路的响应时间。缓慢增压行为与影响驾驶性能和排放的增压控制劣化有关。

技术领域

本发明总体涉及用于诊断增压发动机系统中的缓慢增压压力控制的方法和系统。

背景技术

发动机系统可以配置有增压装置(诸如涡轮增压器)，用于提供增压空气充气并改善峰值功率输出。涡轮增压器包括在发动机的排气路径中的涡轮机，该涡轮机利用一些可用的排气能量来驱动附连的压缩机，该压缩机位于发动机的上游，迫使更多的流体通过进气歧管。当涡轮机旋转时，排气压力升高，使来自燃烧过程的出口流量减少，直到压缩机充分使进气歧管压力增压以克服背压。压缩机的使用允许较小排量的发动机提供与较大排量发动机一样多的功率，但是具有额外的燃料经济性效益。

在发动机操作期间可以控制增压压力，使得可以平衡增压操作的优点和与增压太多或太少相关联的潜在问题。例如，在柴油发动机中，增压太少可能导致过量的微粒物质(PM)形成和有限的驾驶性能。作为另一个示例，过多的增压可能导致噪声振动粗糙性(NVH)和由于较高的进气歧管压力导致的排气再循环(EGR)的有限使用，其中惰性排气使用的减少导致较高的燃烧温度和排气NOx形成的增加。在一个示例中，可以通过调节涡轮增压器的可变几何涡轮机的几何结构来控制增压压力，诸如通过改变可变几何涡轮机(VGT)的叶片角度。

增压压力控制系统可以经由诸如车载诊断(OBD)监测器的执行被定期地诊断。监测器被预期提供明确的故障/无故障状态。

关于监测方法，Romzek在美国专利6,457,461中示出了一种示例方法。在其中，基于在增压发动机操作期间实际EGR流动速率相对于预期EGR流动速率的幅度(magnitude)之间的差异来推断经由VGT的增压控制的劣化，预期EGR流动速率通过建模确定。例如，其他方法依赖于增压压力传感器、歧管压力传感器和节气门位置中的一个或多个的输出。

然而，本文的发明人已经识别出使用这些方法的潜在问题。作为一个示例，这些方法依赖于复杂且计算密集型建模。所需的计算能力可能在在资源有限的车辆系统中不可用。作为另一个示例，监测器可以是侵入式运行的，其中故意地生成增压需求的显著变化，然后测量增压响应的幅度。侵入式测试激励可能破坏车辆驾驶性能和排放。如果测试被非侵入式地执行，在车辆操作未被破坏的情况下，以高置信度确定存在故障所需要的最低条件可能不被满足。总的来说，提供充足的检测和最小的破坏两者可能是困难的。作为又一示例，在上述方法中的每一种中，不论使用哪个传感器，传感器输出的变化幅度以及传感器输出的变化率可能受车辆驾驶条件的影响，诸如车辆操作员是否轻微或严重地加速车辆、施加频率和在加速器和制动踏板使用之间转换等。结果，由于对预期输出进行建模时的错误，可能存在其中在预期传感器输出和实际传感器输出之间的显著差异不正确地归因于劣化的增压响应，或者无关紧要的差异与未劣化的增压响应不正确地相关联的情况。

发明内容