[发明专利]用于估计涡轮增压器的压缩机入口压力的方法

说明书

一种估计涡轮增压器的压缩机入口压力的方法包括：测量流入所述压缩机的空气的环境温度；测量进入所述压缩机的所述空气的流速；测量从所述压缩机到发动机的所述空气的增压压力；确定所述涡轮增压器的涡轮的速度；将压力比定义为所述增压压力与所述压缩机入口压力的比率；将函数定义为所述压缩机流速、所述环境温度、所述压缩机入口压力和所述涡轮速度的函数；以及使所述压力比和所述函数等同并递归地求解所述压缩机入口压力。

技术领域

本发明涉及一种估计环境压力的方法。更具体地，本发明涉及一种估计涡轮增压器的压缩机的入口压力的方法。

背景技术

内燃机配备有空气和燃料的混合物以在发动机内燃烧，从而产生机械动力。为了最大化该燃烧过程产生的动力，发动机可以配备涡轮增压器。

涡轮增压器包括涡轮，该涡轮利用来自发动机的排气来驱动压缩机以压缩流入发动机的空气，这迫使比自然吸气式发动机更多的空气进入发动机的燃烧室。为了监测涡轮增压器的性能，采样压力传感器来测量进入压缩机的气流的环境压力。这种传感器需要全时车载诊断。然而，现有的诊断很复杂并且也很难校准。因此，已经利用了两个压力传感器使得传感器可以相互诊断。

因此，虽然用于涡轮增压器的当前环境压力传感器实现其预期目的，但是需要一种用于确定进入涡轮增压器的压缩机的气流的环境压力的新的和改进的方法。

发明内容

根据若干方面，一种估计涡轮增压器的压缩机入口压力的方法包括：测量流入所述压缩机的空气的环境温度；测量进入所述压缩机的所述空气的流速；测量从所述压缩机到发动机的所述空气的增压压力；确定所述涡轮增压器的涡轮的速度；将压力比定义为所述增压压力与所述压缩机入口压力的比率；将函数定义为所述压缩机流速、所述环境温度、所述压缩机入口压力和所述涡轮速度的函数；以及使所述压力比和所述函数等同并递归地求解所述压缩机入口压力。

在本发明的附加方面中，所述方法还包括测量来自所述发动机的排气的排气流速、测量所述排气的排气温度、测量控制绕过所述涡轮的所述排气的所述流速的废气门位置，以及将所述涡轮速度确定为所述排气流速、所述排气温度、所述压缩机入口压力和所述废气门位置的函数。

在本发明的另一方面中，递归求解是基于线性参数变化(LPV)动态模型。

在本发明的另一方面中，所述LPV动态模型采用卡尔曼滤波器，所述估计的压缩机入口压力是所述卡尔曼滤波器的输出。

在本发明的另一方面中，所述方法还包括利用传感器测量环境压力，并且将残差确定为所述估计的压缩机入口压力与所述环境压力之间的差值，所述残差提供故障检测隔离。

在本发明的另一方面中，所述涡轮是可变几何涡轮。

在本发明的另一方面中，当所述估计的压缩机入口压力在特定时间内具有突然变化并且大于所述环境压力时，所述故障检测隔离指示所述可变几何涡轮被卡住打开。

在本发明的另一方面中，当所述估计的压缩机入口压力在特定时间内具有突然变化并且小于所述环境压力时，所述故障检测隔离指示所述可变几何涡轮被卡住关闭。

在本发明的另一方面中，当所述估计的压缩机入口压力小于所述环境压力时，所述故障检测隔离指示在测量所述增压压力的传感器中存在故障。

根据若干方面，一种估计涡轮增压器的压缩机入口压力的方法包括：测量流入所述压缩机的空气的环境温度；测量进入所述压缩机的所述空气的流速；测量从所述压缩机到发动机的所述空气的增压压力；确定所述涡轮增压器的涡轮的速度；将压力比定义为所述增压压力与所述压缩机入口压力的比率；将函数定义为所述压缩机流速、所述环境温度、所述压缩机入口压力和所述涡轮速度的函数；以及使所述压力比和所述函数等同并且递归地求解所述压缩机入口压力，其中递归地求解是基于采用卡尔曼滤波器的线性参数变化(LPV)动态模型，所述估计的压缩机入口压力是所述卡尔曼滤波器的输出。