CN108952952A - 用于升压发动机系统的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于升压发动机系统的方法和系统。提供了用于诊断在涡轮增压器上游分级的电动机械增压器的电效率的方法和系统。在怠速状况期间，可以向驱动机械增压器压缩机的电动机命令步进递增的信号，并且可以在每个阶段测量压缩机转速和总车辆电流的变化。可以基于压缩机转速和总车辆电流的实际变化相对于给定阶段的预期变化之间的偏差推断机械增压器的电效率的劣化，并且可以相应地执行缓解动作。

Description

用于升压发动机系统的方法和系统

技术领域

本发明总体上涉及用于具有分级增压升压装置的升压发动机系统的方法和系统。

背景技术

发动机可以配置有升压装置，例如涡轮增压器或机械增压器，以增加进入燃烧室的质量空气流量。涡轮增压器和机械增压器使用进气压缩机压缩进入发动机的进气空气。虽然涡轮增压器包括由排气涡轮械地驱动的压缩机，但电动机械增压器包括由电动机电驱动的压缩机。在一些发动机系统中，一个或多个进气增压装置可以串联或并联分级以减少发动机升压响应时间。

电动机械增压器可能需要间歇性诊断。如果机械增压器劣化，则可能影响发动机性能和燃料经济性。在一个示例中，当机械增压器内的部件不能像设计那样自由旋转时，电动机械增压器可能变得劣化，从而导致机械增压器的效率下降。这可能导致机械增压器电动机汲取更多的电力，以针对给定的歧管空气流量实现歧管压力的相同相对增加。

Morizane等在美国专利No.8,033,272中展示了诊断机械增压器的一种示例性方法。其中，Morizane提出了一种用于诊断电动机械增压器的方法，该方法包括：在发动机关闭之后响应于达到温度阈值而致动一系列阀，并且然后当发动机停止时向机械增压器电动机输送电力，并且通过检测通过进气通道的空气流量直到该空气流量达到峰值来表征机械增压器的状态。其他方法包括对压缩机进行建模以确定其输出功率，对压缩机电动机进行建模以确定压缩机所消耗的电功率，并将所消耗的功率与输出功率进行比较。如果消耗的电功率和输出功率之间的差值超过阈值，则指示电动机械增压器的劣化。

然而，本文的发明人已经意识到这种方法的潜在问题。作为一个示例，当发动机停止时操作机械增压器可能会在电池不能再被充电的状况期间耗尽电池的电量。作为另一个示例，随着发动机系统在操作者请求关闭发动机之后继续操作，机械增压器的操作可能引起操作者的关注。作为又一个示例，这些方法在计算上可能是复杂的并且可能需要协调致动众多部件，这些部件可能各自易于自身劣化。另外，由于发动机操作时不断变化的歧管空气流量和压力，压缩机和电动机的计算模型可能无法适当地表征车辆系统上其他电气负荷的变化以及它们对诊断结果的影响。因此，电动机的建模电气使用可能与实际使用情况不同，从而导致诊断不可靠。因此，由于缺乏对其电功率使用的直接测量，监测机械增压器的电效率可能是困难的。

发明内容

在一个示例中，上述问题中的一些问题可以通过一种用于升压发动机的方法来解决，该方法包括：在发动机怠速状况期间，打开将电动机械增压器联接到进气通道的旁路；以步进/逐步(step-wise)递增的输出操作机械增压器的电动机；并且基于操作之后的机械增压器压缩机转速和车辆电流中的每者的变化来指示机械增压器的劣化。以这种方式，可测量的车辆电流，例如交流发电机电流可以有利地用于评估机械增压器的电效率，即使在发动机电气负载变化时，而不影响发动机的性能。

作为示例，在发动机怠速状况期间，将机械增压器压缩机联接到进气通道的旁通阀可以被关闭，从而使得更大部分的进气流被引导通过压缩机。然后，命令至用于驱动机械增压器压缩机的电动机的控制信号可以以步进的方式增加。例如，可以命令第一电动机转速，随后可以测量压缩机转速和总车辆电流(例如交流发电机电流)的变化。然后，可以命令高于第一电动机转速的第二电动机转速，随后可以再次测量压缩机转速和总车辆电流的变化。在每个阶段，测得的压缩机转速和电流的变化可以与期望的变化进行比较，所述期望的变化基于所命令的(例如第一或第二)电动机转速。由于发动机电力需求可能由于除电动机之外的发动机部件而改变，所以不能将总车辆电流的变化假定为由机械增压器专门引起。然而，通过在机械增压器命令中施加多个步进变化并测量每个阶段的总车辆电流的变化，可以隔离由机械增压器引起的电流变化。响应于测得的压缩机转速和/或车辆电流的变化低于预期，可以推断出机械增压器劣化。此外，可以基于该差值来确定劣化程度，并且可以据此采用适当的缓解步骤。

以这种方式，通过监测响应于联接到压缩机的电动机的操作的递增变化的机械增压器压缩机转速和车辆电流的变化，可以可靠地识别电动机械增压器效率的潜在劣化。使用发动机交流发电机电流的技术效果在于可直接测量的车辆电功率使用可能与电动机的电功率使用和机械增压器的电效率相关，而不是依赖于可能与由于瞬态的车辆工况而导致的实际行为不同的建模行为。通过在发动机怠速状况期间伺机性地执行机械增压器诊断，可以完成所述诊断而不会给操作者带来不便并且不需要大量和复杂的计算。另外，通过将输送到机械增压器压缩机电动机的命令的变化与交流发电机电流的变化相关联，可以在适当考虑与电动压缩机分离的车辆系统上的任何电气负载的同时诊断电效率。因此，可以提供电动机械增压器的更稳健的诊断。通过及时诊断并解决机械增压器电效率，可以延长部件的寿命。

应当理解，提供上面的概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分中提到的任何缺陷的实施方式。

附图说明

图1示出了具有多级增压升压装置的升压发动机系统的示例性实施例。

图2示出了说明可以被实现以操作包括电动机械增压器和涡轮增压器的升压发动机系统的程序的高级流程图。

图3示出了说明在怠速状况期间执行的示例性电动机械增压器诊断程序的流程图。

图4示出了升压发动机的包括在机械增压器诊断程序期间的预测操作。

具体实施方式

以下描述涉及用于监测联接到升压发动机例如图1的发动机系统的电动机械增压器的系统和方法。如参考图2的发动机系统所描述，电动机械增压器和涡轮增压器的操作可以被调节以满足转矩需求。如参考图3的示例性操作所示，控制器可以在怠速状况期间协调机械增压器诊断程序、调节旁通阀的开度并监测车辆电流以识别电动机械增压器的劣化。参考图4示出了预测发动机操作，其中电动机械增压器的操作可以响应于诊断程序期间电动机械增压器劣化的指示而被限制。

图1示意性地示出了包括联接在车辆102中的发动机10的示例性发动机系统100的各方面。在一些示例中，车辆102可以为具有多个可用于一个或多个车轮47的转矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆102为仅具有发动机的传统车辆或仅具有(一个或多个)电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆102包括发动机10和电机52。电机52可以为电动机或电动机/发电机(M/G)。当一个或多个离合器53被接合时，发动机10和电机52经由变速器48连接到车轮47。在所描绘的示例中，第一离合器53设置在发动机10和电机52之间，并且第二离合器53设置在电机52和变速器48之间。控制器12可以向每个离合器53的致动器发送信号以接合或分离离合器，以便将发动机10与电机52和与其连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器48和与其连接的部件连接或断开。变速器48可以为齿轮箱、行星齿轮系统或其他类型的变速器。动力传动系统可以以各种方式配置，包括作为并联、串联或串并联混合动力车辆。在电动车辆实施例中，电池45可以为牵引电池，其可以将电力输送到电机52以向车轮47提供转矩。在一些实施例中，电机52也可以作为发电机操作，以例如在制动操作期间提供电力以对系统电池45充电。应当理解，在包括非电动车辆实施例的其他实施例中，系统电池45可以为联接到交流发电机(ALT)46的典型的起动、照明、点火(SLI)电池。

在所描绘的实施例中，发动机10为包括多个分级升压装置的升压发动机。具体地，发动机10包括第一升压装置，其位于第二升压装置的上游。该配置致使(第一升压装置的)第一压缩机110位于(第二升压装置的)第二压缩机114上游的发动机进气通道42中。在本示例中，第一升压装置为电动机械增压器13，而第二升压装置为涡轮增压器15。

电动机械增压器13包括由电动机108驱动的第一压缩机110。具体地，压缩机风扇由从电动机接收的电力沿着机械增压器压缩机轴80被驱动。电机108由例如系统电池45的机载能量存储装置供电。在选定的状况下，当电动机械增压器旁通阀(ESBV)72的开度减小时，空气可以进入第一压缩机110，由此将来自空气箱112的进入空气引导通过旁路和第一压缩机，所述进入空气通过所述第一压缩机被加压以用于输送到第二压缩机114。然后将在第二压缩机114的压缩机入口处接收到的新鲜空气压缩并引入到发动机10中。通过增加ESBV 72的开度，增加量的空气可以不进入旁路70，而是改为继续进入第二压缩机114而无需通过第一压缩机110。在打开ESBV的状况期间，压缩空气可以仅经由涡轮增压器的第二压缩机114输送到发动机10。在一些示例中，机械增压器13的第一压缩机110可以另外由发动机曲轴经由离合器和齿轮机构驱动。

涡轮增压器15包括由涡轮116驱动的第二压缩机114。第二压缩机114被示为经由轴19机械联接到涡轮116的涡轮增压器压缩机，该涡轮116通过膨胀发动机排气来驱动。在一个实施例中，涡轮增压器可以为双涡管装置。在另一个实施例中，涡轮增压器可以为可变几何涡轮增压器(VGT)，其中涡轮的几何形状根据发动机操作状况而主动地改变。新鲜空气沿着进气通道42经由空气箱112被引入发动机10中并且流到第二压缩机114。如下所详述，在选定的状况期间，通过调节压缩机再循环阀(CRV)62的开度，由涡轮增压器15压缩的空气可以通过第二压缩机旁路60从出口再循环至第二压缩机114的入口。CRV 62可以为连续可变阀并且增加再循环阀的开度可以包括致动(或激励)该阀的螺线管。

阀62和72中的一者或两者可以为连续可变阀，其中，所述阀的位置从完全关闭位置到完全打开位置是连续可变的。替代地，压缩机再循环阀62可以为连续可变阀，而压缩机旁通阀72为开关阀。在一些实施例中，在升压发动机操作期间，CRV 62可以正常地部分打开以提供一些喘振裕度。在这里，部分打开的位置可以为默认的阀位置。然后，响应于喘振的指示，可以增加CRV62的开度。例如，(一个或多个)所述阀可以从默认的部分打开的位置朝完全打开的位置切换。在这些状况期间，(一个或多个)所述阀的打开程度可以基于喘振的指示(例如，压缩机比率、压缩机流率、压缩机两端的压差等)。在替代示例中，在升压发动机操作期间(例如，峰值性能状态下)，CRV 62可以保持关闭以减少升压响应时间并增加峰值性能。

第二压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)18(在本文中也被称为中间冷却器)联接到节流阀20。节流阀20被联接到发动机进气歧管22。空气在第二压缩机处从第一压缩机110接收。来自第二压缩机的压缩空气增压流通过增压空气冷却器18和节流阀流向进气歧管。例如，增压空气冷却器可以为空气至-空气热交换器或水-空气热交换器。在图1所示的实施例中，进气歧管内的增压空气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器124感测。

应当理解，如本文所使用的，第一压缩机是指分级压缩机的上游，而第二压缩机是指分级压缩机的下游。如所描绘的，在一个非限制性示例中，第二下游压缩机为涡轮增压器压缩机，而第一上游压缩机为机械增压器压缩机。然而，升压装置的其他组合和配置也是可能的。

交流发电机46可以被配置为使用在发动机操作期间从曲轴汲取的发动机转矩以对电池45充电。另外，交流发电机46可以基于发动机的一个或多个电气系统(例如一个或多个辅助系统，包括加热、通风和空调(HVAC)系统、车灯、车载娱乐系统以及联接到增压器压缩机110的电动机108)的相应电力需求为所述电气系统提供电力。在一个示例中，在交流发电机上汲取的电流可以基于驾驶室冷却需求、电池充电需求、其他辅助车辆系统需求和电动机转矩中的每者而持续地变化。电压调节器可以联接到交流发电机46，以便基于系统使用要求(包括辅助系统要求)来调节交流发电机的电力输出。此外，输送到与增压器联接的电动机的电力量可以变化以调节机械增压器的占空比。在一个示例中，随着施加在交流发电机上的电气负载的相应增加和交流发电机电流的减小，至机械增压器压缩机电动机的电力可以增加以增加压缩机的转速，从而增加升压压力。

例如可以针对电气和/或机械劣化，对电动机械增压器进行周期性地诊断。机械增压器劣化的一种可能表现可能导致电动机械增压器内的内部部件不能像设计那样自由旋转，从而降低电动机械增压器的效率。具体地，这意味着电动机械增压器可以汲取更多的电力以实现针对特定气流的压力的相同的相对增加。本文的发明人已经认识到，尽管直接测量电动机的电力使用可能是困难的，但是电动机的电力使用可以从其对总车辆电流的影响推断出。具体地，随着电动机使用的变化，交流发电机电流的变化可以被监测，并且用于推断机械增压器电动机的电功率使用和电效率。因此，由于交流发电机具有连续变化的其他电气负载，电动机的电力使用可能变得混乱。因此，总车辆电流的变化不能被认为是由机械增压器专门引起。然而，通过在机械增压器命令中施加多个步进变化并测量每个阶段总车辆电流的变化，可以将电动机的影响与其他电气负载对交流发电机电流的影响隔离，并且然后该测量结果可以用于测量机械增压器效率。例如，如参考图3所述，在选定的发动机怠速状况期间，控制器可以增加旁通阀的开度以减小第一压缩机两端的压差。然后，在控制器监测机械增压器转速和交流发电机电流时，控制器可以命令机械增压器电动机108经历几个步进变化。通过将压缩机转速和交流发电机电流的实际变化与基于步进命令的预期变化进行比较，可以确定电动机械增压器是否劣化。

返回到图1，发动机转矩可以经由动力传动系统轴84传递到车轮47。具体地，发动机转矩可以从曲轴40传递到变速器48，并且通过所述变速器48传递到车轮47。变速器48可以为包括多个传动比的固定传动比变速器，以允许发动机10以不同于车轮47的转速旋转。如前所述，离合器53可以设置在发动机曲轴40和变速器48之间。通过改变离合器的转矩传递能力(例如离合器打滑量)，可以调节经由动力传动系统轴传递至车轮的发动机转矩的量。

进气歧管22通过一系列进气门(未示出)联接到一系列燃烧室30。燃烧室还经由一系列排气门(未示出)联接到排气歧管36。在所描绘的实施例中，示出了单个排气歧管36。然而，在其他实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管节段。具有多个排气歧管节段的构造可以使得来自不同燃烧室的流出物能够被引导至发动机系统中的不同位置。

在一个实施例中，排气门和进气门中的每个可以被电子致动或控制。在另一个实施例中，排气门和进气门中的每个可以为凸轮致动或控制的。无论是电子致动还是凸轮致动，排气门和进气门打开和关闭的正时均可以根据所需的燃烧和排放控制性能进行调节。例如，凸轮正时可以经由可变凸轮正时系统进行调节，以将进气凸轮和排气凸轮移动到为给定操作状况提供最佳容积效率的位置。

可以为燃烧室30供应一种或多种燃料，例如汽油、乙醇燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可以经由直接喷射、进气道喷射、节流阀体喷射或它们的任何组合供应给燃烧室。在燃烧室中，燃烧可以经由火花点火和/或压缩点火来启动。

如图1所示，来自一个或多个排气歧管节段的排气被引导至涡轮116以驱动该涡轮。当期望降低的涡轮转矩时，一些排气可以被引导替代地通过废气门90，绕过涡轮。废气门致动器92可以被致动打开以经由废气门90将至少一些排气压力从涡轮的上游倾卸到该涡轮的下游的位置。通过降低涡轮上游的排气压力，能够降低涡轮转速。

然后来自涡轮和废气门的组合流量流过排放控制装置170。通常，一个或多个排放控制装置170可以包括一个或多个排气后处理催化剂，其被配置为催化地处理排气流，并由此减少排气流中的一种或多种物质的量。例如，一种排气后处理催化剂可以被配置为当排气流贫乏时捕获来自排气流的NOx，并且当排气流浓时减少所捕获的NOx。在其他示例中，排气后处理催化剂可以被配置为歧化NOx或借助还原剂选择性还原NOx。在其他示例中，排气后处理催化剂可以被配置为氧化排气流中的残余碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何此类功能的不同排气后处理催化剂可以分开或一起布置在涂层中或排气后处理级的其他地方。在一些实施例中，排气后处理级可以包括可再生烟尘过滤器，该可再生烟尘过滤器被配置为捕获并氧化排气流中的烟粒。

来自排放控制装置170的经处理的排气的全部或一部分可以经排气管道35释放到大气中。然而，取决于工况，一些排气可以经由包括EGR冷却器和EGR阀的EGR通道(未示出)替代转向到进气通道。EGR可以再循环到第一压缩机110、第二压缩机114或这两者的入口。

一个或多个传感器可以联接到第二压缩机114(如图所示)和/或第一压缩机110(未示出)的入口。例如，温度传感器55可以联接到入口以用于估计压缩机入口温度。作为另一个示例，压力传感器56可以联接到所述入口以用于估计进入压缩机的增压空气的压力的存在。其他传感器可以包括例如空燃比传感器、湿度传感器等。在其他示例中，压缩机入口状况中的一者或多者(例如湿度、温度等)可以基于发动机工况。传感器可以估计在压缩机入口处从进气通道接收到的进气以及从CAC的上游再循环的增压空气的状态。一个或多个传感器也可以联接到第一压缩机110上游的进气通道42以用于确定进入压缩机的增压空气的组成和状态。这些传感器可以包括例如歧管空气流量传感器57和大气压力传感器58。另外，节流阀入口压力(TIP)传感器59可以联接在CAC的下游和节流阀20的上游以用于估计输送到发动机的升压压力。

在操作者踩加速器踏板事件期间，当响应于操作者转矩需求的增加而从没有升压的发动机操作转换到具有升压的发动机操作时，会发生涡轮迟滞。这是由于当节流阀在踩加速器踏板处打开时涡轮旋转加速(spin-up)的延迟和通过第二压缩机114的流量减少。当发动机增压操作时，也会发生同样的情况，并且由于车辆操作者对加速器踏板应用的增加而导致升压需求的瞬时增加。为了减少涡轮迟滞，在这些选定的状况下，机械增压器13和涡轮增压器15均可以被启用。具体地，响应于踩加速器踏板，废气门致动器92可以被关闭(例如，完全关闭)以增加通过涡轮116的排气流量。当涡轮116旋转加速时，升压压力可以由上游机械增压器压缩机110瞬时提供。启用机械增压器包括从电池45汲取能量输送到旋转电机108，从而加速第一压缩机110。另外，旁通阀72可以被关闭(例如，完全关闭)，以使得较大部分进气能够流过第一压缩机110且被第一压缩机110压缩。另外，CRV 62可以被关闭(例如，完全关闭)，以增加通过第二压缩机114下游的流量。当涡轮已经充分旋转并且能够驱动第二压缩机114时，可以通过停用电动机108(通过中止从电池45至电动机的电能流动)来使第一压缩机减速。另外，旁通阀72可以被打开，以使较大部分空气绕过第一压缩机110。

在操作者松加速器踏板事件期间，当发动机从升压操作转换到没有升压或减小升压的发动机操作时，会发生压缩机喘振。这是由于当节流阀在松加速器踏板处关闭时通过第二压缩机114的流量减少。通过第二压缩机的减少的正向流量会引起喘振并劣化涡轮增压器的性能。另外，喘振可能导致NVH问题，例如来自发动机进气系统的不期望的噪音。为了能够在车辆操作的默认模式期间响应于松加速器踏板使转矩需求快速减小而不会引起压缩机喘振，可以将由第二压缩机114压缩的增压空气的至少一部分再循环至压缩机入口。这样可以基本上立即释放过量的升压压力。具体地，压缩机再循环阀62可以被打开以使来自第二压缩机114的在增压空气冷却器18上游的压缩机出口的压缩空气再循环(升温)到第二压缩机114的压缩机入口。在一些实施例中，压缩机再循环系统可替代地或附加地包括再循环通道，以用于将来自在增压空气冷却器下游的压缩机出口的压缩空气再循环(冷却)到所述压缩机入口。另外，废气门致动器92可以被移动到更打开(例如，完全打开)的位置，使得更多的排气流绕过涡轮而行进到尾管，由此加速涡轮的减转。

发动机系统100还可以包括控制系统14。控制系统14被示为接收来自多个传感器16(本文描述了其各种示例)的信息，并将控制信号发送到多个致动器81(本文描述了其各种示例)。作为一个示例，传感器16可以包括位于涡轮上游的排气传感器126、MAP传感器124、排气温度传感器128、排气压力传感器129、压缩机入口温度传感器55、压缩机入口压力传感器56、MAF传感器57、BP传感器58和TIP传感器59。其他传感器，例如额外的压力、温度、空/燃比和组分传感器可以联接到发动机系统100中的各个位置。致动器81可以包括例如节流阀20、压缩机再循环阀62、压缩机旁通阀72、电动机108、废气门致动器92和燃料喷射器66。控制系统14可以包括控制器12。

控制器12可以接收来自各种传感器的输入数据、处理输入数据，并且基于接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令来采用各种致动器。基于对应于一个或多个程序，例如本文关于图2-3描述的示例性控制程序的编程指令或代码，控制器可以响应于所处理的输入数据采用致动器。作为示例，响应于满足了机械增压器诊断状况，控制器可以向驱动机械增压器压缩机的电动机发送一系列步进改变(例如，步进增加或减小)的命令。另外，控制器可以向旁通阀的致动器发送信号以将阀致动到更加打开的位置，使得能够在机械增压器压缩机上提供限定的压力差。

以这种方式，图1的部件能够实现一种车辆系统，该车辆系统包括具有进气装置的发动机；由电动机驱动的第一进气压缩机；由沿所述进气装置位于所述第一压缩机下游的排气涡轮驱动的第二进气压缩机；包括旁通阀的、被联接在所述第一压缩机两端的旁路；向电动机提供电力的电池；交流发电机，其联接到所述发动机且向所述电池和一个或多个发动机电气负载提供电力；速度传感器，其用于估计第一压缩机的转速；用于估计在所述交流发电机上汲取的电流的电路；以及控制器。控制器可配置有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令，该指令用于：在发动机怠速状况期间，在旁通阀打开的情况下，依次命令步进增加或减小的脉冲宽度的占空比至电动机；在每个所命令的脉冲宽度后，监测第一压缩机的转速和交流发电机电流中的每者的变化；响应于所监测到的变化小于阈值，指示机械增压器电效率的劣化；并且响应于所述劣化的指示，限制在随后的升压发动机操作期间经由第一压缩机施加的升压压力。在一个示例中，指示劣化包括根据所监测到的变化与阈值之间的差值来指示所述劣化的程度。在进一步的示例中，在随后的升压发动机操作期间限制经由第一压缩机施加的升压压力包括：响应于劣化的程度高于阈值，保持旁通阀打开，而与操作者转矩需求无关；并且响应于劣化的程度低于阈值，通过增加被命令至电动机的占空比来补偿所述劣化。在一个示例中，阈值基于所命令的脉冲宽度，所述阈值随着所命令的脉冲宽度步进增加或减小而增加。在一个示例中，所述车辆为混合动力车辆，所述系统还包括车辆驾驶室和空调，并且其中，所述控制器包括用于以下操作的进一步的指令：基于驾驶室冷却需求、电池充电要求和电动机转矩中的每者施加的电气负载，持续改变在交流发电机上汲取的交流发电机电流。

现在转到图2，示出了用于操作具有分级进气增压装置的升压发动机的示例性程序200。用于执行方法200的指令以及本文包括的其余方法可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收到的信号来执行。根据下面描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调节发动机操作。

在202处，该方法包括估计发动机(例如，图1的发动机10)的工况，例如发动机转速、踏板位置、操作者转矩需求、歧管绝对压力、歧管空气流量、歧管空气温度(MAT)、环境状况(例如环境温度、大气压力和湿度)、发动机冷却剂温度(ECT)等。在204处，该方法包括确定是否请求升压。在一个示例中，可以在中高发动机负载下请求升压。在另一个示例中，可以响应于操作者踩踏板或增加驾驶员转矩需求来请求。如果未请求升压，例如当发动机负载为低或者驾驶员转矩需求低时，则该方法转到206，在206处，发动机在自然抽吸下操作。

在208处，该方法包括确定是否已满足机械增压器诊断程序条件。在一个示例中，如果从诊断程序的最后一次迭代起经过了阈值持续时间或距离，则可以认为满足机械增压器诊断程序条件。另外，一旦发动机怠速状态被确认，就可以启动机械增压器诊断程序。例如，如果发动机已经在怠速状况下操作了超过阈值持续时间(或者预期在怠速状况下保持至少阈值持续时间，例如完成诊断程序所需的持续时间)，则可以认为满足机械增压器诊断程序条件。在又一些示例中，机械增压器诊断程序进入状况可能要求车辆变速器(例如，图1的变速器48)处于停车状态，并且发动机冷却剂温度高于阈值(例如，指示发动机足够暖)。因此，如果操作者致动(或预期致动)加速器踏板，如果操作者切断发动机(或预期紧急关闭发动机)，或者在发动机冷启动期间，则程序可以被中止。

如图3中进一步描述的，如果满足了机械增压器诊断程序条件，则程序继续到210，在210处，所述程序包括启动机械增压器效率诊断程序。如果不满足机械增压器诊断程序条件，则程序在209恢复标称发动机操作，包括如果操作者转矩需求低则维持利用自然吸气的发动机操作，或者如果操作者转矩需求增加则启动升压输送。所述程序然后结束。

如果在204请求升压，则程序继续至212，在212处，该方法包括关闭排气废气门阀(例如图1的废气门致动器92)和电动机械增压器旁通阀(例如图1的ESBV 72)中的每者。通过关闭废气门阀，增加了通过涡轮增压器涡轮的排气流量，从而加速了涡轮(例如图1的涡轮116)的旋转加速。通过关闭旁通阀，增加了通过将机械增压器压缩机(例如第一压缩机110)联接到进气通道(例如图1的进气通道42)的旁路(例如图1的旁路70)的气流。可选地，压缩机再循环阀(例如图1的CRV 62)也可以关闭，使得穿过涡轮增压器压缩机(例如图1的第二压缩机114)的压力损失减小。在一个示例中，ESBV、CRV和废气门阀响应于由控制器(例如图1的控制器12)至对应的阀致动器所命令的信号而移动到完全关闭的位置。替代地，在针对机械增压器和涡轮增压器压缩机保持足够的喘振裕度时，ESBV、CRV和废气门阀可以移动到更加关闭的位置以使涡轮能够旋转加速。

同样在212处，该方法包括在联接到第二下游压缩机的涡轮旋转加速时，致动联接到机械增压器压缩机上游的电动机(例如，图1的电动机108)，由此加速第一上游压缩机。这里，响应于驾驶员需求转矩的增加，第一压缩机被加速并且至发动机的压缩空气的流量增加。第一压缩机沿着进气通道在第二压缩机的上游分级，第一压缩机由电动机驱动，而第二压缩机由排气涡轮驱动。加速第一压缩机包括使用从电池(例如电池45)汲取的电力经由电动机旋转第一压缩机。例如，通过调节联接到机械增压器的电动机的机电致动器，可以旋转第一压缩机，以通过从控制器向致动器发送占空比控制信号来以更高的转速旋转电动机。在一个示例中，控制器可以向致动器发送信号以完全(例如，100％)占空比来操作电动机，由此使得机械增压器压缩机能够全速旋转。替代地，第二压缩机可以以基于升压或转矩需求的增加的转速加速。因此，此时，压缩空气仅经由第一压缩机提供给发动机。因此，电动机械增压器可能具有130-200毫秒的响应时间(即空转到100％占空比)，因此与典型的涡轮增压器响应时间(1-2秒)相比，能够更快地输送升压。因此，电动机械增压器的第一压缩机可能能够显著更快地填充涡轮迟滞。然而，它们可能只能在有限的持续时间内提供瞬态升压响应，所述持续时间受向电动机供电的系统电池的充电状态限制。

在214处，确定涡轮转速是否高于阈值转速，例如高于涡轮增压器能够驱动第二压缩机并维持升压需求的阈值转速。如果涡轮转速不高于阈值转速，则程序继续至216，在216处，该程序包括保持机械增压器压缩机的操作(例如，经由电动机)。该程序然后返回至214以继续监测涡轮转速。

如果涡轮转速高于阈值转速，则在218处，该方法包括例如基于用于降低电动机转速的从控制器发送到电动机的机电致动器的信号通过停用电动机来使第一压缩机减速。此外，ESBV可以被打开，从而允许进气经由(涡轮增压器的)第二压缩机流到发动机同时绕过(机械增压器的)第一压缩机。具体地，响应于从控制器至致动器的控制信号，可以调节联接到在第一压缩机两端的旁路中的旁通阀的机电致动器以将旁通阀旋转到更加打开的位置。因此，在涡轮已经充分旋转加速之后，该方法包括绕过第一上游压缩机并且经由第二下游压缩机向活塞发动机提供压缩空气流。此时，压缩空气经由第二压缩机提供给发动机，并且不经由第一压缩机提供给该发动机。以这种方式，通过暂时操作机械增压器的第一压缩机直到涡轮增压器涡轮旋转加速，减少了由于旋转加速涡轮增压器涡轮的延迟而引起的涡轮迟滞。

在220处，该方法包括基于操作者升压需求和涡轮增压器压缩机喘振裕度来调节废气门致动器和压缩机再循环阀的开度。在一个示例中，如果涡轮增压器处于喘振的阈值范围内，则可以增大压缩机再循环阀和废气门致动器中的一者或两者的开度。因此，离开第二下游压缩机并进入发动机的压缩空气量被减少，从而降低了喘振的可能性。

在222处，该方法包括确定是否发生了操作者转矩需求的下降。如果没有发生操作者转矩需求的下降，则该程序返回到220，在220处，基于升压需求和涡轮增压器压缩机的喘振裕度继续调节废气门致动器的开度和压缩机再循环阀的开度。如果操作者转矩需求下降，则程序继续至224，在224处，该方法包括完全打开废气门致动器并完全打开压缩机再循环阀以使涡轮增压器旋转减慢。另外，在224处，在该方法结束之前，可以减小进气节流阀的开度。

现在转到图3，示出了具有分级进气增压装置的升压发动机的示例性机械增压器诊断程序300。在一个示例中，图3的方法可以作为图2的方法的一部分例如在210处被执行。该方法能够及时识别和解决机械增压器电气劣化。

在302处，该方法包括确认是否已满足机械增压器诊断程序条件。如参考图2所描述的，如果发动机怠速且自诊断程序的最后一次迭代起已经过阈值持续时间，则可以认为满足机械增压器诊断程序条件。另外，可以确认车辆变速器处于停车状态，并且发动机足够温热。

如果不满足机械增压器诊断程序条件，则方法转到304，在304处，发动机以自然吸气或基于操作者转矩需求调节的升压压力进行标称操作。然后该程序结束。如果满足了机械增压器诊断程序条件，则程序继续至306，在306处，该程序包括打开电动机械增压器旁通阀。在一个示例中，旁通阀被完全打开以减小机械增压器压缩机两端的变量(Δ，delta)压力。在替代示例中，旁路的开度可以被减小以在机械增压器压缩机两端提供限定的压差。

接下来，在308处，该程序包括测量车辆系统的基本交流发电机电流。在一个示例中，测量基本交流发电机电流可以包括使用联接到车辆交流发电机(例如，图1的交流发电机46)的电流表或分流电阻器来测量增压系统的基线功率电平。在另一个示例中，联接到交流发电机的交流电路可以用于测量交流发电机电流。在又一个示例中，交流发电机子系统或模块可以联接到发动机控制器，并且可以经由从发动机控制器发送到交流发电机子系统/模块的控制信号来调节所提供的交流发电机电流。应当理解，可以使用任何合适的测量发动机系统两端的总电流或总功率的方法。

在310处，该程序包括命令第一输出C1至电动机械增压器电动机。在一个示例中，第一输出C1可以包括将从系统电池汲取的经由交流发电机至机械增压器电动机的电流增加预定增量。命令至电动机械增压器的第一输出C1可以对应于机械增压器压缩机转速的预期增量。该程序然后进行到312，在312处，该程序包括监测第一命令C1之后的交流发电机电流的第一变化和机械增压器压缩机转速的第一变化。在一个示例中，监测交流发电机电流的第一变化可以包括使用联接到车辆交流发电机的电流表或分流电阻器来测量交流发电机两端的电流。在又一个示例中，在交流发电机经由交流发电机子系统/模块联接到发动机控制器的情况下，交流发电机子系统可以测量交流发电机的总电流。如前所述，在其他示例中，可以使用其他合适的用于确定车辆充电系统的能量使用的方法。按照如上所述的命令监测机械增压器压缩机转速的变化可以包括使用联接到机械增压器压缩机的速度传感器测量命令(例如，C1)之前和之后的压缩机转速。

因此，当发动机处于怠速状态或当发动机关闭/停机时，不需要升压。在不需要升压的情况下，电动压缩机旁通阀(ESBV)能够被打开。当ESBV打开时，电动机械增压器压缩机可以在不增加系统温度或压力的情况下旋转加速，因为空气仅在压缩机周围再循环。

在314处，该程序包括命令步进输出(例如，递增输出)至机械增压器。这些额外的输出在本文可以被描述为C2和C3等等，但是应当理解，可以使用任何数量的步进递增输出。步进递增输出可以包括增加从系统电池汲取的电功率并且将从交流发电机施加到机械增压器电动机的电流增加预定增量。在一个示例中，递增输出命令的大小可以基于所映射的数据，或者输出命令可以基于当前的发动机工况。在一个示例中，步进增加的每个阶段具有相同的大小。在另一个示例中，每个阶段的大小不同。例如，输送到电动机的第一命令可以提供电动机转速从静止的第一次增加。输送到电动机的第二个随后的命令可以提供电动机转速从非零转速的第二次更大的增加。在一个示例中，所述阶段的大小可以基于较早的ES表征或校准，以便提供大到足以提供可检测的功率变化的阶段。在所描绘的示例中，递增输出包括交流发电机电流从C1步进增加到C3，但是应当理解，递增输出可以随着诊断程序被执行而增加或减少，并且可以改变特定命令被发送到电动机械增压器电动机的顺序。此外，电流的步进变化可以包括步进增加、步进减小或步进减小之后的步进增加(或反之亦然)。

在316处，该程序包括监测在输送到电动机的每个步进增量命令之后的交流发电机电流的步进变化以及机械增压器压缩机转速的步进变化。本发明人已经认识到在诊断程序期间车辆电力需求可能会变化，且因此由交流发电机从系统电池汲取的总交流发电机电流也可能变化。例如，由于驾驶舱冷却需求和其他辅助系统的需求中的一个或多个变化，在诊断程序期间的电气需求可能会变化。施加在发动机上的其他电气负载可以包括，例如除霜器、加热座椅、电动车厢加热、前灯、立体声装置、辅助消费者装置(例如，通过点烟器或包括120V交流插座供电的笔记本电脑)以及任何其他通过汽车供电的电气装置。因此，总车辆电流的变化不能被认为是专门由机械增压器引起。然而，通过在机械增压器命令中施加多个步进变化并测量每个命令的总车辆电流的变化，由于机械增压器引起的交流发电机电流的变化可以与由于变化的车辆电气负载引起的交流发电机电流的变化隔离。然后可以将所测得的机械增压器转速和交流发电机电流与预期的电流和转速值进行比较。

因此，其他车辆负载不太可能随着侵入式机械增压器步进变化而变化。通过向ES发出每一阶段的变化的命令，其他的一些车辆负载不太可能混淆结果。例如，如果仅施加了一个步进变化，则操作者可能会恰好在施加ES步进变化时开启除霜器。只需一个阶段，控制器就会观察到额外的电流消耗，并且该控制器可以推断出额外的除霜器电流是针对ES的。然而，通过第二阶段(可能会升高或降低)，与ES阶段完全同时致动(开/关)一些装置的可能性会降低。因此，采取的阶段越多，就越可以确定这种变化是完全由于ES且具有较高的置信度。

在318处，确定测得的机械增压器转速和交流发电机电流的变化是否在预期范围内。在一个示例中，预期范围基于预期用于电动机命令中的对应步进变化的机械增压器压缩机转速和交流发电机电流。所述预期范围可以进一步基于电流感测装置的可接受的误差容限和/或机械增压器的可接受的磨损和撕裂水平，其中燃料经济性和排放不受不利影响。如果测得的变化在预期范围内，则程序继续至324，在324处，该程序包括指示在结束该程序之前机械增压器未劣化。在随后的发动机操作期间，当操作者转矩需求增加时，可以在涡轮增压器涡轮旋转加速的同时经由机械增压器暂时地提供升压，并且可以减少涡轮迟滞。

如果测得的变化不在预期范围内，例如当测得的变化小于预期范围时，该程序进行到320，在320处，该程序包括指示机械增压器效率的劣化。在一个示例中，这可以包括设置诊断代码并向操作者提供劣化的指示中的一者或多者。在一些示例中，这可以包括照亮设置在位于车辆的乘客车厢中的显示装置上的故障指示灯(MIL)或者在显示装置上显示消息。

指示劣化还包括基于测得的变化和预期变化之间的差值来指示机械增压器的劣化的程度。随着差值的增加，电劣化的程度可以被确定为更高。

响应于机械增压器效率的劣化的指示，该程序进行到322，在322处，该程序包括执行一个或多个缓解步骤。可以基于所确定的机械增压器劣化的程度来选择缓解步骤。在一个示例中，当劣化程度较低时，响应于劣化的指示，控制器可以增加对机械增压器的电动机命令的功率以提供给定的压缩机输出。例如，命令给电动机的控制信号可以根据测得的变化与预期变化之间的确定差值而增加。这使得机械增压器输出能够补偿小于机械增压器效率劣化程度的阈值的输出以便继续满足操作者转矩需求。在其他示例中，例如在劣化程度较高(例如高于劣化阈值水平)时，响应于劣化的指示，控制器可以禁用机械增压器的进一步操作。因此，在随后的发动机操作期间，当操作者转矩需求增加时，可能仅经由涡轮增压器提供升压，并且可能不得不接受涡轮迟滞。

在又一个示例中，当劣化的程度较高时，控制器可以补偿效率损失、向操作者提供车辆性能可能降低的指示、致动或点亮故障指示灯并改变踏板映射图以减少对ES系统的依赖。相比之下，当劣化的程度较低时，控制器可以补偿效率损失(通过对等效的期望升压操作命令较高的占空比和向操作员指示车辆性能可能降低)。

现在转到图4，示出了包括执行电动机械增压器诊断程序(例如图3中所示的机械增压器诊断程序)的升压发动机操作的示例性时间线。机械增压器诊断程序可以在发动机怠速状况期间伺机地执行。图4的图形400描绘402处的发动机转速(Ne)、404处的电动机械增压器旁通阀(ESBV)的位置、406处的机械增压器压缩机电动机转速、408处的交流发电机电流、410处的车辆加热通风和空调(HVAC)需求、412处的机械增压器压缩机转速以及414处的指示机械增压器劣化的标志。应当理解，除非另有说明，否则参考图4提及的任何压缩机均指的是第一上游电动机械增压器压缩机。此外，应当理解，除非另有说明，否则参考图4提及的任何电动机均指的是联接到电动机械增压器压缩机的电动机。

在时刻t1之前，由于增加的操作者转矩需求，发动机以较高的发动机转速(曲线402)和负载操作。另外，发动机可以以由电动机械增压器提供的升压进行操作以满足增加的转矩需求。因此，升高机械增压器电动机转速(曲线406)以驱动机械增压器压缩机，如增加的机械增压器压缩机转速(曲线412)所示。交流发电机上的电气负载也由于电动机的操作而增加，如增加的交流发电机电流(曲线408)所反映的。ESBV被关闭(曲线404)，因此可以将较大部分的进气流引导通过机械增压器压缩机。此时没有收到HVAC需求(曲线410)。

在时刻t1，发生操作者松踏板。响应于操作者转矩需求的降低，发动机可以转换到无升压操作，并且发动机转速可以降低。在所描述的示例中，发动机转速降低到怠速。这包括暂停输送到压缩机电动机的电力，从而使电动机开始旋转减慢至静止。另外，压缩机转速可能开始下降。如曲线404所示，可以增大ESBV的开度以增加绕过第一压缩机的气流量。在时刻t1仍然没有HVAC需求(曲线410)，并且所有其他情况是相同的，则交流发电机电流自电动机需求已经下降起下降(曲线408)。

在时刻t1和t2之间，发动机转速降低到怠速(曲线402)，并且在t2处，由于发动机处于怠速状况并且自先前的机械增压器诊断程序起已经过去了阈值持续时间，所以认为满足机械增压器诊断程序条件。

在时刻t2，启动机械增压器诊断程序。其中，在发动机转速保持在怠速(曲线402)时，ESBV的开度增大(例如，打开)(如曲线404所示)，以确保机械增压器压缩机两端的低压力变量。具体地，ESBV被完全打开以保持机械增压器压缩机两端的低压力变化。应当理解，机械增压器压缩机两端的压力变量可以被定义为机械增压器压缩机下游的压力与机械增压器压缩机上游的压力之比。控制器然后命令输送到压缩机电动机的电流的增量，由此增加电动机转速(曲线406)和压缩机转速(曲线412)。具体地，在t2和t3之间，输送到电动机的电力增加，从而致使电动机转速增加到第一水平M1。如果机械增压器工作正常，则压缩机转速和交流发电机电流预计会根据M1增加。虚线411示出给定压缩机电动机转速的预期压缩机转速。在t2和t3之间，实际压缩机与基于电动机转速M1预期的转速相匹配。如曲线408所示，电动机转速的增加致使与预期电流匹配的交流发电机电流的相应下降。

在时刻t3，输送到电动机的电力步进递增，从而致使电动机转速增加到高于第一水平M1的第二水平M2。虽然这致使压缩机转速增加，但是对于给定的压缩机电动机转速水平M2，实际的压缩机转速小于预期的压缩机转速(曲线411)。然而，该差值在预期的范围内，并因此没有设置标志。输送到压缩机电动机的附加电力也致使交流发电机电流减小(曲线408)，然而交流发电机电流如预期的那样下降。

具体地，其他电气系统，例如HVAC、前灯、除霜器等均从交流发电机汲取电流。这些单独系统的电流不是独立测量的，而是只测量总的交流发电机电流。在至ES的任何单个步进命令中，控制器可能无法分离交流发电机电流的变化的所有原因。例如，其中一些变化将由于ES压缩机转速的步进变化引起，而其他变化可能是由于其他子系统引起。然而，通过向机械增压器施加多个步进变化命令，ES电流变化可以从由于其他子系统引起的电流变化中分离出来，因为其他子系统不太可能具有与ES处的步进变化同步的步进变化。

在时刻t4，对发动机的HVAC需求增加，例如由于操作者提出了驾驶室冷却的请求，这致使空调压缩机开始运行。HVAC需求致使交流发电机电流进一步下降。通过将至电动机(M2-M1)的命令的变化与t3和t5之间的交流发电机电流的变化进行比较，控制器能够表征由于HVAC需求引起的交流发电机电流的总变化的比率相对于由于电动机的电力需求引起的比率。在t5处，可以确定，即使对于HVAC需求，测得的交流发电机电流的变化也与所命令的电动机转速的变化相当。而且，实际压缩机转速与预期压缩机转速之间的差值仍被认为在预期范围内。因此标志没有升高(曲线414)。

在时刻t5，输送到电动机的电力步进递增，从而致使电动机转速增加到高于第二水平M2的第三水平M3。这致使压缩机转速相应增加(曲线412)。发动机保持空转(曲线402)，并且ESBV保持打开(曲线404)。HVAC需求已经停止(曲线410)，并且因此如曲线408所示，交流发电机电流不再反映HVAC系统的额外汲取并且可以反映压缩机电动机的电流汲取。实际的压缩机转速(曲线412)现在超出电动机转速M3的预期压缩机转速的预期范围(曲线411)。另外，实际的交流发电机电流现在超出电动机转速M3的交流发电机电流的预期范围(曲线409)。因此，响应于高于实际转速与预期压缩机转速之间以及实际交流发电机电流与预期交流发电机电流之间的阈值差，在t6处标志升高(曲线414)，表明机械增压器的电效率劣化。另外，根据预期的压缩机转速和实际的压缩机转速之间的差值或预期的交流发电机电流与实际的交流发电机电流之间的差值(或者两个差值的统计的或加权的平均值)，获知机械增压器的电效率的劣化程度。例如，根据在t5和t6之间在曲线411和412(和/或曲线408和409)之间的差值来获知劣化的程度。

在时刻t6，机械增压器诊断程序结束，并且输送到压缩机电动机的电流停止(曲线406)，从而致使压缩机停机(曲线412)。如曲线404所示，ESBV的位置可以返回到适用于给定工况的位置。在所描绘的示例中，发动机在没有HVAC需求的情况下(曲线410)保持在怠速(曲线402)。交流发电机电流可能保持较低，并且在怠速期间没有充足的再增压的情况下通过操作车辆系统而汲取的电流下降(曲线408)。

在时刻t7，操作者踩加速器踏板表明增加的转矩需求。因此，ESBV可以关闭(曲线404)以允许进入的空气通过机械增压器压缩机并且增加的电力量可以被转向到压缩机电动机以便增加其转速(曲线406)并且增加压缩机的转速(曲线412)。由于在机械增压器诊断程序期间表现出劣化的机械增压器效率，如曲线406所示，额外量的电力可以被输送到压缩机电动机，以便增加压缩机转速(曲线412)以满足给定转矩需求。具体地，在虚线段407处示出了提供满足给定的操作者转矩需求的升压压力所需的电动机转速。然而，由于机械增压器劣化的指示，命令至电动机的实际电力升高，从而致使电动机转速上升的更高，并且在更长的持续时间内保持升高(如曲线406所示，高于在t7之后的更长的持续时间内的曲线407)。在这里，根据所确定的持续时间，电动机转速上升到所需水平之上。

应当理解，在所描绘的示例中，所确定的劣化程度可能已经低于阈值，使得输送到机械增压器电动机的电力的增加足以补偿劣化且满足转矩需求而不损害燃料经济性或排放。另外，为了满足转矩需求，压缩机电动机可以以增加的转速和/或在增加的持续时间内操作。在其他示例中，如果劣化的程度被确定为高于阈值，在所述劣化指示之后，机械增压器操作可以在随后的转矩需求增加期间被禁用，其中高于该阈值，机械增压器操作可能受到损害。例如，响应于踩加速器踏板，机械增压器压缩机可保持禁用，并且升压压力可仅经由涡轮增压器压缩机被提供。由于在没有电动机械增压器的情况下操作发动机，所以在踩加速器踏板期间可能会接受涡轮迟滞。

以这种方式，可以直接测量电动机械增压器的电效率。通过在步进递增命令至驱动压缩机的电动机之后监测机械增压器压缩机转速，在每个阶段处所命令的电动机输出的变化可以与机械增压器压缩机转速的变化相关。基于压缩机转速与预期转速的偏差，可以获知压缩机的减速旋转并且该压缩机的减速旋转与机械增压器效率的劣化相关联。即使在发动机上的其他(例如，辅助)电气负载发生变化时，在对电动机的步进递增命令之后，也监测车辆电流例如交流发电机电流的技术效果在于：在每个阶段所命令的电动机输出的变化可能与车辆电流的变化相关。这使得能够直接且可靠地测量在电动机处接收到的电力到压缩机的旋转能量的转换效率。另外，机械增压器可以在没有限制发动机功能的情况下被诊断。通过在发动机怠速状况下诊断机械增压器，升压发动机操作不受影响。另外，减少了改变歧管压力和空气流量对诊断的影响。通过可靠地诊断机械增压器的电效率，机械增压器操作可以被相应地调节，从而减少在升压发动机操作期间下游涡轮增压器经历的涡轮迟滞。

在一个示例中，一种用于车辆的方法包括：在发动机怠速状况期间，打开将电动机械增压器联接到进气通道的旁路；以步进递增的输出操作机械增压器的电动机；并且基于操作之后的机械增压器压缩机转速和车辆电流中的每者的变化来指示机械增压器的劣化。在前面的示例中，附加地或可选地，基于车辆电流的变化的指示包括基于在操作之后的车辆电流随着车辆电力需求变化而变化的指示。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，指示劣化包括基于操作之后的机械增压器压缩机转速和车辆电流中的每者的变化来指示机械增压器的电劣化的程度。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述方法还包括，在随后的升压发动机工况期间，响应于电劣化的程度低于阈值，命令较高的占空比至电动机。在任何或所有前述实例中，附加地或可选地，打开旁路包括命令旁通阀打开。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，操作电动机包括命令第一输出至电动机；然后命令高于第一输出的第二输出至该电动机；然后命令高于第二输出的第三输出至该电动机。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述指示包括将所述第一输出之后的所述压缩机转速和所述车辆电流的变化与第一阈值进行比较；将所述第二输出之后的所述压缩机转速和所述车辆电流的变化与第二阈值进行比较；将所述第三输出之后的所述压缩机转速和所述车辆电流的变化与第三阈值进行比较；并且如果存在以下情况中的一者或多者，则指示劣化：在所述第一输出之后的变化小于所述第一阈值、所述第二输出之后的变化小于所述第二阈值，以及所述第三输出之后的变化小于所述第三阈值。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，车辆电流包括交流发电机电流，交流发电机和电动机中的每者联接到系统电池。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，电动机械增压器被联接在进气通道中的涡轮增压器的上游。

另一个示例性方法包括：在操作者转矩需求低于阈值并且在车辆交流发电机上的电力需求变化时，打开旁通阀以将机械增压器压缩机联接至发动机进气通道；步进改变命令到驱动所述压缩机的电动机的占空比；监测在步进变化的每个阶段之后压缩机转速和交流发电机电流的变化；并且响应于所监测到的变化指示机械增压器电效率的劣化。在前面的示例中，附加地或可选地，所述指示包括将所监测到的变化与预期变化进行比较，所述预期的变化基于步进变化的占空比。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，将所监测到的变化与交流发电机电流的预期变化进行比较包括更新所监测到的变化以补偿变化的车辆电力需求。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述指示包括指示当监测到的压缩机转速和交流发电机电流中的至少一者的变化低于预期变化时的劣化；并基于监测到的变化与预期变化之间的差值来指示劣化的程度。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述方法还包括：当劣化程度较高时，更新加速器踏板映射图以减少机械增压器对给定升压压力的依赖；并且当劣化程度较低时，对于给定的升压压力，命令较高的占空比至电动机。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，电动机使用从每个系统电池汲取的电能来供电，所述系统电池从车辆交流发电机汲取电能，并且其中，车辆交流发电机的电气需求变化包括基于驾驶室冷却需求、系统电池的机械增压状态和车窗除霜器中的一者或多者，由交流发电机从系统电池汲取的交流发电机电流的变化。附加地或可选地，在任何或所有前述示例中，操作者转矩需求低于阈值包括在没有由机械增压器压缩机或联接在进气通道中的机械增压器压缩机下游的涡轮增压器压缩机提供的升压的情况下的发动机操作。

另一个示例性车辆系统包括：具有进气装置的发动机；由电动机驱动的第一进气压缩机；由排气涡轮驱动的第二进气压缩机，所述排气涡轮沿所述进气装置位于所述第一压缩机的下游；包括旁通阀的、被联接在所述第一压缩机两端的旁路；向电动机提供电力的电池；交流发电机，其联接到所述发动机并且向所述电池和一个或多个发动机电气负载提供电力；用于估计第一压缩机的转速的速度传感器；用于估计在所述交流发电机上汲取的电流的电路；以及具有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令用于：在发动机怠速状况期间，随着旁通阀打开，依次命令步进增加或减小的脉冲宽度的占空比至电动机；在每个所命令的脉冲宽度后，监测第一压缩机的转速和交流发电机电流中的每者的变化；响应于所监测到的变化小于阈值，指示机械增压器电效率的劣化；并且响应于所述劣化的指示，限制在随后的升压发动机操作期间经由第一压缩机施加的升压压力。在前面的示例中，附加地或可选地，指示劣化包括：根据所监测到的变化与阈值之间的差值来指示劣化的程度，并且其中，在随后的升压发动机操作期间限制经由第一压缩机施加的升压压力包括响应于所述劣化程度高于阈值，保持旁通阀打开，而与操作者转矩需求无关；并且响应于所述劣化程度低于阈值，通过增加对所述电动机命令的占空比来补偿所述劣化。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述阈值基于所命令的脉冲宽度，所述阈值随着所命令的脉冲宽度步进增加或减小而增加。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述车辆为混合动力车辆，所述系统还包括车辆驾驶室和空调，并且其中，所述控制器包括用于以下操作的进一步指令：基于驾驶室冷却需求、电池充电要求和电动机转矩中的每者施加的电气负载，持续改变在交流发电机上汲取的交流发电机电流。

注意，本文中包括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。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制系统执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以按所示顺序执行、并行地被执行，或在一些情况下被省略。同样，所述处理顺序不是实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点所必须要求的，而是为了便于图示说明和描述而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。

应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造以及其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求具体地指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求来要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求相比范围更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (13)

1.一种用于车辆的方法，其包括：

在发动机怠速状况期间，

打开将电动机械增压器联接到进气通道的旁路；

以步进递增的输出操作所述机械增压器的电动机；并且

基于所述操作之后的机械增压器压缩机转速和车辆电流中的每者的变化，指示所述机械增压器的劣化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述车辆电流的所述变化的所述指示包括基于在所述操作之后的车辆电流随着车辆电力需求变化而变化的指示。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，指示劣化包括基于所述操作之后的所述机械增压器压缩机转速和所述车辆电流中的每者的所述变化指示所述机械增压器的电劣化程度。

4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：在随后的升压发动机工况期间，响应于所述电劣化程度低于阈值，命令较高的占空比至所述电动机。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，打开所述旁路包括命令旁通阀打开。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，操作所述电动机包括：

命令第一输出至所述电动机；

然后命令高于所述第一输出的第二输出至所述电动机；并且

然后命令高于所述第二输出的第三输出至所述电动机。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述指示包括：

将所述第一输出之后的所述压缩机转速和所述车辆电流的所述变化与第一阈值进行比较；

将所述第二输出之后的所述压缩机转速和所述车辆电流的所述变化与第二阈值进行比较；

将所述第三输出之后的所述压缩机转速和所述车辆电流的所述变化与第三阈值进行比较；并且

如果存在以下情况中的一者或多者，则指示劣化：所述第一输出之后的所述变化小于所述第一阈值、所述第二输出之后的所述变化小于所述第二阈值以及所述第三输出之后的所述变化小于所述第三阈值。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆电流包括交流发电机电流，所述交流发电机和所述电动机中的每者被联接到系统电池。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电动机械增压器被联接在所述进气通道中的涡轮增压器的上游。

10.一种车辆系统，其包括：

具有进气装置的发动机；

由电动机驱动的第一进气压缩机；

由排气涡轮驱动的第二进气压缩机，沿所述进气装置位于所述第一压缩机的下游；

包括旁通阀的、被联接在所述第一压缩机两端的旁路；

向所述电动机提供电力的电池；

交流发电机，其被联接到所述发动机并且向所述电池和一个或多个发动机电气负载提供电力；

用于估计所述第一压缩机的转速的速度传感器；

用于估计在所述交流发电机上汲取的电流的电路；以及

控制器，其具有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令，用于：

在发动机怠速状况期间，

在所述旁通阀打开的情况下，依次命令步进增加或减小的脉冲宽度的占空比至所述电动机；

在每个命令的脉冲宽度之后，监测所述第一压缩机的转速和所述交流发电机电流中的每者的变化；

响应于监测到的变化小于阈值，指示机械增压器电效率的劣化；并且

响应于所述劣化的指示，限制在随后的升压发动机操作期间经由所述第一压缩机施加的升压压力。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，指示劣化包括根据所述监测到的变化与所述阈值之间的差值指示所述劣化的程度，并且其中，所述限制在所述随后的升压发动机操作期间经由所述第一压缩机施加的所述升压压力包括：

响应于所述劣化的程度高于阈值，保持所述旁通阀打开，而与操作者转矩需求无关；并且

响应于所述劣化的程度低于所述阈值，通过增加被命令至所述电动机的占空比补偿所述劣化。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述阈值基于所述命令的脉冲宽度，所述阈值随着所述命令的脉冲宽度步进增加或减小而增加。

13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述车辆为混合动力车辆，所述系统还包括车厢和空调，并且其中，所述控制器包括进一步的指令，用于：

基于经由驾驶室冷却需求、电池充电需求和电动机转矩中的每者施加的所述电气负载，持续地改变在所述交流发电机上汲取的所述交流发电机电流。