CN104763518B - 用于推断节气门入口压力的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于控制涡轮增压发动机内的增压压力的实施例。在一个实施例中，一种用于具有节气门的发动机的方法包括：如果推断的节气门入口压力(TIP)值不同于测量的TIP值，则基于推断的TIP值而不基于测量的TIP值调整涡轮增压器的废气门，其中所述推断的TIP值基于经过节气门的空气流量、节气门角度以及歧管绝对压力(MAP)。以此方式，可以在某些条件下通过推断TIP值提供增压压力控制。

Description

用于推断节气门入口压力的方法和系统

技术领域

本公开涉及到涡轮增压发动机系统。

背景技术

当发动机泵浦功(pumping work)被维持在近似于相似排量的正常吸气发动机的泵浦功时，对发动机进行涡轮增压将允许该发动机提供与较大排量的发动机的功率相似的功率。因此，涡轮增压能够扩展发动机的工作范围。涡轮增压器通过由涡轮机驱动的压缩机压缩进气空气来发挥机能，所述涡轮机由排气流来操作。基于被定位在节气门的进气上游和压缩机的下游的节气门入口压力(TIP)传感器的反馈，可以通过调整耦接在涡轮机两端的废气门的位置来调节由涡轮增压器提供的压缩量(被称为增压压力)。

如果节气门入口压力传感器退化，例如如果节气门入口传感器被困在某一范围内并且甚至在节气门入口压力改变时也输出恒定的信号，则发动机增压压力控制程序可以甚至在已经达到目标增压压力后继续调整废气门的位置。在一些条件下，如果废气门继续被移向比所指示的更关闭的位置，这可能导致发动机爆震和/或发动机损伤并且因此进气空气被压缩得比所期望的更多。

发明内容

本发明人在此已经认识到标准节气门入口压力传感器诊断可能花费一段相对长的时间才认识到节气门入口压力传感器退化。在诊断程序被执行的时间内，过增压条件可能发生，进而导致发动机爆震和/或发动机损伤。因此，提供一种方法以便用以上途径至少部分地解决所述问题。在一个实施例中，一种用于具有节气门的发动机的方法包括：如果推断节气门入口压力(TIP)值不同于测量TIP值，则基于推断TIP值而不基于测量TIP值调整涡轮增压器的废气门，该推断TIP值基于经过节气门的空气流量、节气门角度以及歧管绝对压力(MAP)。

以此方式，可以基于发动机工作参数而不是真实节气门入口压力来估计推断TIP值。如果数值不同，则推断TIP值可以替代测量TIP值，直到TIP传感器诊断程序检测出TIP传感器的退化。通过这样做，在诊断程序检测出TIP传感器的退化之前可能发生的发动机爆震和/或损伤可以被避免。

在另一实施例中，该方法进一步包括：如果推断TIP值等于测量TIP值，则基于测量TIP值调整废气门。

在另一实施例中，提供一种系统。该系统包括：发动机；流体耦接到发动机的涡轮增压器；耦接在涡轮增压器的涡轮机两端的废气门；定位在发动机上游并控制至发动机的空气流量的节气门；以及存储非瞬时指令的控制器，所述非瞬时指令可被执行以便：基于来自定位在节气门上游的节气门入口压力(TIP)传感器的反馈调整废气门的初始位置；计算推断TIP值并将它与来自TIP传感器的测量TIP值进行对比；以及如果推断TIP值不同于测量TIP值，则基于推断TIP值调整废气门的后续位置。

在另一实施例中，基于节气门模型计算所述推断TIP值，所述节气门模型根据节气门角度、经过节气门的空气流量以及歧管绝对压力估计TIP。

在另一实施例中，基于歧管绝对压力的变化率计算经过节气门的空气流量。

在另一实施例中，一种用于具有节气门的涡轮增压发动机的方法包括：基于经过节气门的空气流量、节气门角度以及歧管绝对压力(MAP)推断节气门入口压力(TIP)；采用被定位在节气门上游的TIP传感器测量TIP；如果推断TIP在测量TIP的阈值范围内，则基于测量TIP调整发动机的增压压力；以及如果推断TIP在测量TIP的阈值范围之外，则基于推断TIP调整增压压力。

在另一实施例中，基于经过节气门的空气流量、节气门角度以及MAP推断TIP进一步包括：基于MAP的变化率确定经过节气门的流量；初始假设推断TIP等于最低可能TIP；基于最低可能TIP、经过节气门的流量以及MAP，计算预计节气门角度；将预计节气门角度与命令节气门角度进行对比；如果预计节气门角度小于或等于命令节气门角度，则确认推断TIP是最低可能TIP；并且如果计算节气门角度大于命令节气门角度，则从最低可能TIP递增地增加假设TIP并且重新计算预计节气门角度直到假设TIP已经被递增到导致计算节气门角度等于真实节气门角度的最终假设TIP值。

在另一实施例中，最低可能TIP是MAP或大气压力。

在另一实施例中，递增地增加假设TIP包括使假设TIP递增地增加基于发动机转速的量。

在另一实施例中，调整增压压力包括调整耦接在涡轮增压器的涡轮机两端的废气门的位置。

在另一实施例中，该方法还包括如果推断TIP在测量TIP的阈值范围之外，则进行TIP传感器的合理性检验以确定TIP传感器是否退化。

当单独或连同附图考虑时，本说明书的以上优点和其他优点以及特征将从以下具体实施方式中容易地明显看出。

应该理解的是以上内容被提供以便用简化的形式引入将在具体实施方式中进一步描述的选择概念。这不意味着指定所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求书唯一地限定。而且，所要求保护的主题并不局限于解决以上指出的或在本公开的任何部分内指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出发动机的原理图。

图2是说明基于节气门入口压力控制增压压力的高级方法的流程图。

图3A-3B示出说明用于推断节气门入口压力值的方法的流程图。

具体实施方式

发动机系统包含收集与发动机的工作参数相关的数据的各种传感器，并且传感器的输出可以被发动机控制系统用于维持期望的发动机操作。为了确保传感器发挥机能，可以对传感器周期性地执行各种诊断程序和/或合理性检验。但是，这类程序可能是耗时的和/或可能仅被配置为在某些工况期间运行。因此，如果传感器实际上已退化，则在执行诊断程序之前或期间的时段可能导致发动机控制策略的扰乱。在某些情况下，例如当节气门入口压力(TIP)传感器退化时，增压控制的损失能够导致发动机燃烧问题(例如爆震)和可能的发动机损伤。

根据本文公开的实施例，可以基于包含MAP、节气门角度以及经过节气门的空气流量的工作参数持续地推断节气门入口压力。在某些条件下，例如当推断TIP值在由TIP传感器测量的TIP值的阈值范围之外时，推断TIP值可以替代测量TIP值。因此，在TIP传感器诊断程序的运行时间期间，可以使用推断TIP值来维持发动机的增压控制策略。图1显示了包含涡轮增压器、TIP传感器以及控制器的发动机。该控制器可以被配置为执行图2-3B中所说明的方法。

具体参考图1，该图包含了显示多汽缸内燃发动机10的一个汽缸的原理图。发动机10可以被包含控制器12的控制系统和车辆操作者132通过输入设备130的输入至少部分地控制。在该示例中，输入设备130包含加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。

发动机10的燃烧汽缸30可以包含燃烧汽缸壁32，活塞36被定位在该燃烧汽缸壁32中。活塞36可以被耦接到曲轴40，从而活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可以通过中间传动系统被耦接到车辆的至少一个驱动轮。此外，起动器马达可以通过飞轮被耦接到曲轴40以使能发动机10的起动操作。

燃烧汽缸30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气空气并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经由各自的进气门52和排气门54与燃烧汽缸30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧汽缸30可以包含两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。

在该示例中，进气门52和排气门54可以经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53可以各自包含一个或多个凸轮并且可以利用凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个，其可以由控制器12操作以改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可替换实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电动气门致动控制。例如，汽缸30可以可替换地包含经由电动气门致动控制的进气门和经由包含CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。

燃料喷射器66被显示为直接耦接到燃烧汽缸30以便与FPW信号的脉冲宽度成比例地向其中直接地喷射燃料，所述FPW信号通过电子驱动器68从控制器12接收。以此方式，燃料喷射器66向燃烧汽缸30内提供燃料的所谓直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧汽缸的侧面上或者在燃烧汽缸的顶部中。燃料可以被包含燃料箱、燃料泵以及燃料轨的燃料输送系统(未显示)输送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧汽缸30可以可替换地或额外地包含燃料喷射器，所述燃料喷射器以向燃烧汽缸30上游的进气道提供燃料的所谓进气道喷射的配置布置在进气通道42中。

进气通道42可以包含具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，节流板64的位置可以由控制器12通过提供给包含在节气门62内的电动马达或致动器的信号来改变，这是一种可以被称为电子节气门控制(ETC)的配置。以此方式，节气门62可以被操作以改变在其他发动机燃烧汽缸之中的燃烧器30的进气空气。进气通道42可以包含质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器121以便向控制器12提供相应的信号MAF和MAP。

在选定的操作模式下，点火系统88能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。尽管显示了火花点火组件，但是在一些实施例中，发动机10的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室可以在具有或没有点火火花的情况下以压缩点火模式操作。

排气传感器126被显示为耦接到催化转化器70上游处的排气通道48。传感器126可以是用于提供指示排气空燃比的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排气系统可以包含起燃催化剂和车底催化剂以及排气歧管、上游和/或下游空燃比传感器。在一个示例中，催化转化器70可以包含多个催化剂砖。在另一示例中，可以使用多个排放控制设备，每个排放控制设备具有多个催化剂砖。在一个示例中，催化转化器70可以是三元类型催化剂。

控制器12在图1中被显示为微型计算机，包含微型处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在该特定示例中显示为只读存储芯片(ROM)106的用于可执行编程指令和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110以及数据总线。控制器12可以从耦接到发动机10的传感器中接收各种信号和信息，除了先前论述的那些信号之外，还包含：来自质量空气流量传感器120的引入质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器58的节气门位置(TP)；来自传感器121的绝对歧管压力信号MAP以及来自传感器122的节气门入口压力(TIP)。由于传感器122在压缩机的下游(下文解释)，它可以被用于确定由涡轮增压器提供的增压压力。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以被用于提供进气歧管44内的真空或压力的指示。注意到可以使用以上传感器的不同组合，例如有MAF传感器而无MAP传感器，或反之亦然。在化学计量操作期间，MAP传感器能够给出发动机扭矩的指示。此外，该传感器连同已检测出的发动机转速能够提供引入汽缸中的充气(包含空气)的估计值。在一个示例中，传感器118(也被用作发动机转速传感器)可以在曲轴40的每次回转中产生预定数量的等间隔脉冲。在一些示例中，可以用表示处理器102可执行的指令的计算机可读数据对存储介质只读存储器106进行编程以便执行下文描述的方法以及可预料但未具体列举的其他变体。

发动机10可以进一步包含例如涡轮增压器或机械增压器的压缩设备，所述压缩设备包含沿着进气通道42排列的至少一个压缩机162。对于涡轮增压器，压缩机162可以至少部分由涡轮164通过例如轴161或其他耦接设施驱动。涡轮164可以沿着排气通道48排列。可以提供各种布局来驱动压缩机。对于机械增压器，压缩机162可以至少部分由发动机和/或电机驱动并且可以不包含涡轮。因此，可以由控制器12改变通过涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或多个汽缸的压缩量。在一些情况下，涡轮164可以驱动例如发电机以便通过涡轮驱动器向电池提供电力。然后来自电池的电力可以被用于通过马达驱动压缩机162。另外，在一些实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器。

此外，排气通道48可以包含用于将排气转向远离涡轮164的废气门72。另外，进气通道42可以包含被配置为使进气空气转移绕开压缩机162的压缩机旁通阀158。废气门72和/或CBV 158可以由控制器12控制以便例如当期望较低增压压力时打开。因此，可以由控制器12基于来自各种传感器(例如TIP传感器122)的反馈改变通过涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或多个汽缸的压缩量(例如增压)。

如前所述，废气门72的位置可以被控制以便向发动机提供期望的增压压力量。增压压力可以由TIP传感器122测量。因此，可以基于来自TIP传感器122的反馈调整废气门位置72。在一个示例中，如果期望增加增压压力，则废气门72可以被调整到更关闭的位置，直到压缩机162下游的增压压力处于期望的增压压力，正如基于来自TIP传感器122的反馈所指示的。但是，如果TIP传感器122已退化，则它可能提供关于节气门62上游的真实增压压力的错误指示。因此，废气门72可能被连续地移向更关闭的位置，进而增加增压压力。这能够导致超增压条件，该条件可能导致例如发动机爆震或发动机损伤。为了保护发动机避免由退化的TIP传感器导致的超增压，可以执行合理性检验或诊断程序以检验TIP传感器按照所期望的发挥机能。例如，诊断程序可以包含命令废气门改变位置以引起节气门入口压力的变化，并且监测TIP传感器的输出以确保它与废气门位置的命令变化相一致地改变。如果诊断程序指示出TIP传感器的退化，则涡轮增压器运转可以被暂时停止，或者可以基于来自不同于TIP传感器的传感器(例如MAP传感器)的反馈、涡轮两端的压降等对增压水平作出调整，直到TIP传感器被维修好。

但是，这种程序可能消耗相对长的时间才完成(例如5秒)。在诊断程序的运行时间期间，如果发动机增压控制策略继续依靠来自TIP传感器的反馈来对废气门位置作出调整以实现期望的增压水平，超增压或欠增压条件可能在TIP传感器实际上退化的情况下发生，进而导致燃烧问题和可能的发动机损伤。为了防止这种问题，推断TIP值可以替代来自TIP传感器的测量TIP值。可以使用已经存在于用于确定期望节气门角度的发动机控制策略中的信息来确定推断TIP值，正如在下文中关于图2-3B更详细地解释。

因此，图1的系统提供了一种系统，其包括：发动机；流体耦接到发动机的涡轮增压器；耦接在涡轮增压器的涡轮两端的废气门；定位在发动机的上游并且控制流向发动机的空气流量的节气门；以及存储非瞬态指令的控制器，所述非瞬态指令可执行用于：基于来自定位在节气门上游的节气门入口压力(TIP)传感器的反馈调整废气门的初始位置；计算推断TIP值并且将它与来自TIP传感器的测量TIP值对比；以及如果推断TIP值不同于测量TIP值，则基于推断TIP值调整废气门的随后位置。

可以基于节气门模型计算出推断TIP值，该节气门模型根据节气门角度、经过节气门的空气流量以及歧管绝对压力来估计TIP。基于歧管绝对压力的变化率可以计算出经过节气门的空气流量。

图2是示出基于节气门入口压力(TIP)值调整废气门位置的方法200的流程图。方法200可以由发动机控制器根据存储在其上的非瞬态指令来执行。方法200可以通过包含控制器12、废气门72和TIP传感器122的发动机系统(如图1的系统)的组件来执行。

在202处，方法200包含确定发动机工作参数。所确定的工作参数可以包含但不限于节气门入口压力(如由TIP传感器122确定)、如由MAP传感器121确定的MAP、节气门角度、发动机转速和载荷、期望增压压力、废气门位置以及其他参数。在204处，基于来自TIP传感器的输出测量节气门入口压力。在206处，基于测量TIP调整废气门位置，以便(如有指示)提供期望的增压压力。

在208处，同样基于节气门模型推断节气门入口压力，该节气门模型计算经过节气门的空气流量并且使用所计算的空气流量连同MAP和节气门角度来估计节气门入口压力。具体地说，被控制器用以根据节气门空气流量、节气门入口压力和MAP计算节气门角度所使用的查阅表可以被用于在给定已知节气门角度、MAP和节气门空气流量的情况下推断TIP。推断节气门入口压力的细节将在关于图3A和图3B的下文中展示。

节气门入口压力的推断可以被连续地执行，以便基于TIP传感器输出的所有测量节气门入口压力值可以与推断TIP值对比，如在以下文中更详细地描述。但是，在一些实施例中，仅在某些工作时段期间，例如当正在执行TIP传感器诊断/合理性检验程序时和/或当其他所收集的传感器数据指示TIP传感器可能退化时，可以计算推断TIP值。

一旦确定推断TIP值，方法200就前进到210处以确定推断TIP值是否在测量TIP值的阈值范围之外。亦即，在给定的时间点，节气门入口压力可以不仅由TIP传感器测量出而且可以由节气门模型推断出。两个TIP值可以被对比以确定这些值是否相差超过阈值量。该阈值范围可以是合适的范围。例如，如果在一个示例中推断TIP值在测量值的5％范围内或者在另一个示例中在测量值的10％范围内，则推断TIP值可以被认为等于测量值。因此，如果推断TIP值与测量TIP值相差超过5％或10％，则两个值可以被认为不同。

如果两个值并无不同，即如果推断TIP值在测量TIP值的阈值范围内，则方法200进行到212处以便基于来自TIP传感器的反馈继续调整废气门位置，然后方法200进行到216处，如下文所解释。

如果两个值是不同的，则方法200进行到214处以基于推断TIP值(和随后的推断TIP值)而不是基于测量TIP值调整废气门位置。在216处，执行TIP传感器合理性检验/诊断程序。在合理性检验的持续期间内，如果推断TIP值被确定为不同于测量TIP值，则推断TIP值继续被用于调整废气门位置。但是，在一些实施例中，如果测量TIP值和推断TIP值并无不同，则在合理性检验期间测量TIP值可以被用于控制废气门位置。但是，在其他实施例中，在合理性检验期间，即便测量TIP值和推断TIP值是相等的，推断TIP值也可以替换测量TIP值。

如果合理性检验确认TIP传感器已退化，则控制器可以采取默认动作，包含通知车辆操作者(借助于故障指示灯)、设置诊断代码和/或调整增压控制策略(例如通过禁用涡轮增压器操作或通过基于其他传感器数据控制废气门位置)。

因此，根据上述方法，当TIP值的差异超过阈值量时，至少在导致合理性检验的时段内和在合理性检验期间，推断TIP可以替换测量TIP。但是，在一些实施例中，如果推断TIP值和测量TIP值是不同的，但差异小于阈值量，则推断TIP值和测量TIP值可以被混合以产生混合TIP值，然后所述混合TIP值被用于控制废气门位置。在一个示例中，如果测量TIP值显著低于推断TIP值，则可以基于混合因数表混合推断TIP值和测量TIP值，所述混合因数表根据两个值之间的误差混合两个TIP值。例如，如果误差(如推断值和测量值之间的差异)相对较大，如10inHg，则推断TIP值开始被混合到测量TIP值中。如果有足够大的误差，如12inHg，则推断TIP值完全替换测量TIP值。滞带(hysteresis band)可以被用于避免具有针对噪声估计值或传感器读数的噪声混合因数。因此，当推断TIP值与测量TIP值的差异超过阈值量时，传感器被指示为已退化，并且没有必要执行独立的合理性检验。

现在转向图3A-3B，其展示了基于节气门模型推断节气门入口压力值的方法300。可以在执行方法200的期间实施方法300以便至少在使用推断TIP值的TIP传感器合理性检验期间控制涡轮增压器废气门。

在302处，方法300确定MAP是否朝向大气压力(BP)降低。亦即，在302处该方法判断MAP是否正在降低并且MAP是否接近BP。如果如此，则MAP最有可能降低到BP并且因此方法300进行到304处以将推断TIP值设置为大气压力并且在过滤步骤期间使用BP过滤常数，如下所解释。然后方法300进行到334处，其将在下文更详细地描述。

如果MAP没有下降到BP，则方法300进行到306处以使用歧管填充模型计算经过节气门的空气流量。该歧管填充模型使用理想气体定律证明进气歧管绝对压力(MAP)的变化率是由于进入歧管(节气门)和流出歧管(汽缸)的流量差异所导致的，如在308处所指示。

因此，MAP的变化率等于经过节气门的空气流的质量变化率乘以进气通道的温度和体积及理想气体常数。因此，假设温度和体积是相对恒定的，压力的改变是由于质量的改变所导致的。但是，如果温度是变化的，则可以在该模型中考虑温度的变化。

此外，假设没有泄漏，质量的改变是由于进入和流出歧管的流量差异所导致的，因此dP/dt＝(throt_flow-cy1_flow)*RT/V。该方程可以被重新排列以给出throt_flow＝cy1_flow+dP/dt*V/(RT)，其中V/(RT)是常数并且因此经过节气门的空气流量取决于MAP的变化率。

在计算出经过节气门的空气流量后，对节气门模型使用简单搜索机制以推断出TIP值。节气门模型的标准用法是用于确定在给定流量、TIP和MAP下的节气门角度(TA)。在控制器内建立模型特性表以便支持这种用法。为了执行搜索机制，TIP被赋值为假设值，并且该值被插入到节气门模型中以计算节气门角度。将计算节气门角度与当前真实的命令节气门角度进行对比，并且如果节气门角度是不同的，则对假设TIP值进行调整并且重新计算节气门角度直到达到其所提供的计算节气门角度相对接近真实节气门角度的TIP值。

初始假设TIP值可以是任意的TIP值。但是，为了简化搜索过程，初始假设TIP值可以是最小的或最低可能的TIP值，以便仅在一个方向上提供对假设TIP值的调整。例如，初始假设TIP值可以被设定为MAP或BP，因为TIP不能低于MAP。因此，如在310处所指示，初始假设TIP被设定为最小TIP。

在312处，方法300包含通过使用存储在控制器内的节气门模型表来基于最小TIP、经过节气门的流量和MAP计算预计节气门角度。在314处，将预计节气门角度与命令节气门角度进行对比以确定预计节气门角度是否小于或等于命令节气门角度。如果预计TA小于或等于命令TA，则方法300进行到316处以将推断TIP值设定为等于初始假设TIP并且将时间常数设定为零。然后方法300进行到334处。如果预计TA不小于或等于命令TA，则方法300进行到318处以确定预计TA是否大于命令TA以及假设TIP是否小于最大可能TIP。最大可能TIP可以基于发动机和涡轮增压器的配置和/或发动机工作参数，例如发动机转速和载荷。如果假设TIP不小于最大TIP，则方法300进行到322处，如下文所解释。

如果预计TA大于命令TA并且假设TIP小于最大值，则方法300进行到320处以递增假设TIP并且基于递增的TIP、节气门空气流量和MAP重新计算节气门角度。可以使假设TIP递增合适的量。在一个示例中，可以使假设TIP递增固定量(例如1kPa)。在另一示例中，可以使假设TIP递增基于发送机转速而变化的量。例如，如果发动机转速较高，则与发动机转速较低的情况相比，可以使假设TIP递增更大的量，以便使用于执行较高发动机转速下的计算的处理功率最小化，例如其中由处理器以更快的速度执行多个计算。附加地或可替换地，可以使假设TIP递增基于处理器空闲时间、喷射次数或指示出处理器负担有多重或期望结果有多精确的其他合适因素的量。

在重新计算出TA之后，方法300沿回路返回到318以再次确定预计TA是否大于命令TA。使假设TIP递增和重新计算节气门角度可以被重复直到预计TA不再大于命令TA，并在该点方法300进行到322处。

在322处，确定假设TIP是否大于或等于最大TIP。如果是，则方法300进行到324处以将推断TIP设定为最大TIP，并且方法300进行到334处。如果假设TIP(即如上所述，提供小于或等于真实节气门角度的预计节气门角度的假设TIP)小于最大TIP，则方法300进行到326处以将推断TIP值内插为先前两个假设TIP值之间的值。为了良好的编码实践，该计算具有除零保护措施(divide by zero)，该保护措施在方程中的分母为零的情况下保持最后的数值。在328处，通过监测来自先前推断的TIP的推断TIP的变化来确定推断TIP是增加还是减少。如果推断TIP是增加的，则方法300进行到330处以使用增加TIP的时间常数，但是如果推断TIP不是增加的，则方法300进行到332处以使用减少TIP的时间常数。330和332以及324、316和304都进行到334处，在这里(如果有指示的话)基于所确定的时间常数过滤推断TIP。通过使用增加时间常数或减少时间常数，增压构建和衰退的填充/排空方面之间的差异可以被模拟。这样一来，可以实现真实性能与模拟性能之间的精确匹配。然后方法300返回。

因此，方法300提供了使用节气门模型推断节气门入口压力。该节气门模型通常被建立以便计算处在给定测量TIP、MAP和计算节气门空气流量的情况下的节气门角度。通过开始于初始假设TIP值，该模型可以被用于计算预计节气门角度，该预计节气门角度与控制器命令的真实节气门角度进行对比。如果预计节气门角度和命令节气门角度是不同的，则初始假设TIP被调整(如递增地增加)，直到发现假设TIP值提供了等于命令TA的预计TA。然后该假设TIP被设定为推断TIP。如果最终递增的TIP提供了小于命令TA的预计TA(亦即，如果TIP从提供大于命令TA的预计TA的第一TIP被递增到提供小于命令TA的预计TA的第二TIP)，则在第一TIP与第二TIP之间的TIP值可以被用作推断TIP。

推断TIP可以与测量TIP进行对比。如果两个TIP值是不同的，则推断TIP值可以替换测量TIP值，至少直到在TIP传感器上运行合理性检验或诊断程序以确保TIP传感器没有退化。这样一来，当TIP传感器已退化而TIP传感器诊断程序正在进行时，发动机燃烧发动机能够被避免。

因此，在一个实施例中，一种用于具有节气门的发动机的方法包括：如果推断节气门入口压力(TIP)值不同于测量TIP值，则基于推断TIP值而不是基于测量TIP值调整涡轮增压器的废气门，所述推断TIP值基于经过节气门的空气流量、节气门角度以及歧管绝对压力(MAP)。

该方法可以进一步包括基于定位在节气门上游的TIP传感器的输出确定测量TIP值。如果推断TIP值不同于测量TIP值，则该方法可以进一步包括对TIP传感器执行传感器合理性检验。如果通过传感器合理性检验确认TIP传感器退化，则可以基于随后的推断TIP值继续调整废气门。如果通过传感器合理性检验没有确认TIP传感器退化，则可以基于随后的测量TIP值调整废气门。

可以基于汽缸填充模型确定经过节气门的流量，该汽缸填充模型基于MAP的变化确定经过节气门的流量。推断所述TIP值可以包括：将第一假设TIP值设定为等于MAP；基于第一假设TIP值、经过节气门的流量和MAP计算节气门角度；将计算节气门角度与命令节气门角度进行对比；以及如果计算节气门角度小于或等于命令节气门角度，则将第一假设TIP值设定为推断TIP值。如果计算节气门角度大于命令节气门角度，则推断所述TIP值可以包含递增地增加第一假设TIP值并且重新计算节气门角度直到第一假设TIP值已经被递增到第二假设TIP值，所述第二假设TIP值导致计算节气门角度小于或等于真实节气门角度。如果第二假设TIP值导致计算节气门角度等于真实节气门角度，则第二假设TIP值可以被设定为推断TIP值。如果第二假设TIP值导致计算节气门角度小于真实节气门角度，则推断TIP值可以被内插在先前两个假设TIP值之间。如果推断TIP值等于测量TIP值，则该方法可以包含基于测量TIP值调整废气门。

用于具有节气门的涡轮增压发动机的方法的另一实施例包括：基于经过节气门的空气流量、节气门角度以及歧管绝对压力(MAP)推断节气门入口压力(TIP)；用定位在节气门上游的TIP传感器测量TIP；如果推断TIP在测量TIP的阈值范围内，则基于测量TIP调整发动机的增压压力；以及如果推断TIP在测量TIP的阈值范围外，则基于推断TIP调整增压压力。

基于经过节气门的空气流量、节气门角度以及MAP推断TIP可以进一步包括：基于MAP的变化率确定经过节气门的流量；初始假设推断TIP等于最低可能TIP；基于最低可能TIP、经过节气门的流量以及MAP计算预计节气门角度；将预计节气门角度与命令节气门角度进行对比；如果预计节气门角度小于或等于命令节气门角度，则确认推断TIP是最低可能TIP；以及如果计算节气门角度大于命令节气门角度，则从最低可能TIP递增地增加假设TIP并且重新计算预计节气门角度直到假设TIP已经被递增到导致计算节气门角度等于真实节气门角度的最终假设TIP值。

最低可能TIP可以是MAP或大气压力。递增地增加假设ITP可以包括使假设TIP递增地增加基于发动机转速的量。调整增压压力可以包括调整耦接在涡轮增压器的涡轮两端的废气门的位置。该方法可以进一步包括，如果推断TIP在测量TIP的阈值范围之外，则执行TIP传感器的合理性检验以确定TIP传感器是否已退化。

注意到本文包含的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以被存储为非瞬时存储器中的可执行指令。本文公开的具体程序可以表示任何数量的处理策略(例如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中一个或多个。因此，图示说明的各种动作、操作和/或功能可以按照图示的顺序执行、并行地执行或者在某些情况下省略。同样，处理的顺序并不是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，但是其被提供以便于说明和描述。根据所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图示地表示成编码以便被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非瞬时存储器中。

应该认识到，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为具有限制意义，因为许多变化是可能的。例如，以上技术能够被应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4以及其他发动机类型。本公开的主题包含各种系统和配置的所有新颖且非显而易见的组合和子组合，以及本文公开的其他特征、功能和/或属性。

随附的权利要求书特别指出被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能提及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。此类权利要求应该被理解为包含合并一个或多个这种元件，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可以通过修改当前的权利要求书或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。这些权利要求无论比原始权利要求书的范围更宽、更窄、相等或不同都被认为是被包含在本公开的主题内。

Claims (10)

1.一种用于具有节气门的发动机的方法，其包括：

如果推断节气门入口压力值即推断TIP值不同于测量TIP值，则基于所述推断TIP值而不基于所述测量TIP值调整涡轮增压器的废气门，所述推断TIP值基于通过所述节气门的空气流量、节气门角度以及歧管绝对压力即MAP。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于被定位在所述节气门上游的TIP传感器的输出确定所述测量TIP值。

3.根据权利要求2所述的方法，其中如果所述推断TIP值不同于所述测量TIP值，则所述方法进一步包括对所述TIP传感器进行传感器合理性检验。

4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括如果通过所述传感器合理性检验确认TIP传感器退化，则继续基于随后的推断TIP值调整所述废气门。

5.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括如果通过所述传感器合理性检验确认TIP传感器没有退化，则基于随后的测量TIP值调整所述废气门。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于汽缸填充模型确定通过所述节气门的流量，所述汽缸填充模型基于MAP的改变确定通过所述节气门的流量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中推断所述TIP值包括：

设定第一假设TIP值等于MAP；

基于所述第一假设TIP值、通过所述节气门的流量以及MAP计算节气门角度；

将所述计算节气门角度与命令节气门角度对比；以及

如果所述计算节气门角度小于或等于所述命令节气门角度，则设定所述第一假设TIP值为所述推断TIP值。

8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：如果所述计算节气门角度大于所述命令节气门角度，则递增地增加所述第一假设TIP值并且重新计算所述节气门角度直到所述第一假设TIP值已经被递增到导致所述计算节气门角度小于或等于真实节气门角度的第二假设TIP值。

9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：如果所述第二假设TIP值导致所述计算节气门角度等于所述真实节气门角度，则将所述第二假设TIP值设定为所述推断TIP值。

10.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：如果所述第二假设TIP值导致所述计算节气门角度小于所述真实节气门角度，则将所述推断TIP值内插在先前两个假设TIP值之间。