CN109026416A - 用于诊断增压压力控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

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。

Description

用于诊断增压压力控制的方法和系统

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

发明人在此已经认识到增压压力控制包括反馈回路，并且反馈回路响应于压力偏差所花费的时间可以用作监测器，因为反馈必须不断地校正命令变化和外部干扰，使得反馈对增压控制响应劣化敏感。具体地，代替依靠仔细控制的开环命令和需要侵入式操作的时间响应测试，反馈控制响应时间可以以非侵入方式获知，并用于评估增压控制。因此，在一个示例中，上述问题可以通过一种用于增压发动机的方法来解决，该方法包括：当利用闭环增压控制来操作发动机时，基于在驱动循环期间频繁出现的预期增压压力与实际增压压力之间的测量偏差来指示增压压力控制系统的劣化，其中差异足够大以至于应该强烈提高控制响应。可以监测偏差持续的持续时间。确定缓慢响应是持续时间长于阈值持续时间。本文中检测的缓慢响应可能由于各种物理原因(诸如歧管泄漏和/或缓慢致动)而发生，所以检测不仅限于致动器劣化。以这种方式，由于命令变化和/或干扰两者提供了观察控制错误响应的机会，所以只要进行一些检查以确认已经发生充足的驱动激励，就可以被动地诊断增压控制，因为监测器最终必须宣布故障/无故障状况达所有有资格的驾驶中的至少三分之一。该方法解决了具体的OBD要求，即如果劣化水平可能影响排放结果，则增压控制系统在响应时间内不可以劣化，并且一旦由PCM诊断系统执行某些监管程序后设置故障指示灯(MIL)。此外，缓慢增压响应故障不限于任何特定原因。

作为一个示例，响应于操作者扭矩需求的变化，可以确定期望的增压压力，并且经由应用延迟和迟滞滤波器中的每一个来处理期望的增压压力，该迟滞滤波器具有基于时间常数参数的响应时间。可以基于期望的增压压力来调节诸如排气VGT或等同能力的废气门的一个或多个增压致动器。例如，响应于期望的增压压力的增加，废气门开度可以减小。并行地，可以检查预期增压压力(期望的增压压力的过滤处理形式)相对于实际压力的压力偏差是否位于由上边界和下边界限定的范围之外。如果有资格的车辆工况(诸如如果最小车辆运行时间已经逝去、最小歧管压力可用、以及维持最小发动机温度)也被满足，发动机控制器可以跟踪增压压力偏差在允许边界之外的响应时间。也就是说，控制器可以测量当期望的压力和实际的压力相差足以位于上边界或下边界之外时所逝去的持续时间(例如，压力偏差保持在阈值偏差水平以上的持续时间)。虽然指令是固定的，但是改变增压压力的干扰也会导致可以用同样的方式进行评估的偏差错误。有资格的车辆工况以及压力偏差的上界和下界可以确保确认偏离边界条件，其中响应时间可以可靠地被用于评估增压压力控制系统响应时间。如果测量的响应时间高于阈值持续时间，诸如高于已知标称系统针对有资格状况的最大响应时间，则控制器可以推断增压劣化以通知要求的监管OBD监测器并向操作员警告劣化操作。

以这种方式，通过评估增压控制系统对压力偏差的响应时间，而不特别地依赖于增压致动器(诸如废气门)的命令或位置，增压压力响应劣化可以与意图变缓慢的正常响应分开。要求偏差超过边界确保出现提高的控制响应，从而应触发快速校正(如果不快速，则可能是故障)，并且使用限定的上边界和下边界的目的在于可以更好地考虑对增压压力过冲与下冲的响应时间的差异，因为控制系统可以被调整(tuned)以对这些差异作出反应，从而减少错误的故障或无故障指示的可能性。通过确认有资格的车辆工况，只有在结果可靠的情况下的状况期间才比较响应时间。特别地，空转(idle)和接近空转(near-idle)的工况可以被避免，在所述工况中响应时间是不可靠。通过确认工况与完全测试运行的那些工况相匹配，可以依靠具有较高的置信因子的增压监测器的结果。通过非侵入式地执行测试，可以在不破坏车辆驾驶性能和排放的情况下提供充足的检测。另外，监测器可以在不需要复杂和计算密集的建模的情况下运行。总之，增压控制可以被更好地诊断并及时被解决，从而提高增压发动机性能。

应该理解的是，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，其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点的实施方式。

附图说明

图1示出示例增压发动机系统。

图2A-2B描绘用于基于反馈控制响应时间和揭示潜在故障的充足激励的评估来诊断增压压力控制系统劣化的示例方法的高级流程图。

图3描绘用于确定增压压力控制的压力偏差的示例方法的高级流程图。

图4描绘用于确定压力偏差的相关增压压力信号。

图5和图6描绘基于反馈控制响应时间的增压压力控制诊断的无故障和故障的示例。

具体实施方式

以下描述涉及用于诊断增压发动机系统(诸如图1的发动机系统)中的增压控制系统的系统和方法。发动机控制器可以被配置为执行控制例程(诸如图2A-2B的示例例程)，以基于对增压压力偏差的反馈响应时间来诊断增压控制能力。一旦确认存在有资格的工况(诸如图3详述的那些)就可以监测响应时间，以更好地解释由于压力过冲、下冲或发动机空转状况造成的响应时间偏差。图4中示出了未故障的增压发动机系统中的期望的、预期的和实际的增压压力的示例变化。参考图5和图6示出了增压压力诊断的预示性示例。通过这种方式，增压发动机性能被监测，并且增压响应控制的系统故障可以被诊断。

图1示出了耦接在车辆5中的内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例。在一些示例中，车辆5可以是具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有(一个或多个)电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56被接合时，发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54被连接至车轮55。在所描绘的示例中，第一离合器56设置在曲轴140和电机52之间，并且第二离合器56设置在电机52和变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号以接合或分离离合器，从而使曲轴140与电机52和与其连接的组件连接或断开，和/或使电机52与变速器54和与其连接的组件连接或断开。变速器54可以是变速箱、行星齿轮系统或其他类型的变速器。动力传动系统可以以包括作为并联、串联、或串并联混合动力车辆的各种方式来配置。

电机52接收来自牵引电池58的电功率以向车轮55提供扭矩。电机52还可以作为发电机操作，以便例如在制动操作期间提供电功率来为电池58充电。

发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和经由输入装置132的来自车辆操作者130的输入来控制。在该示例中，输入装置132包括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的汽缸(本文也称为“燃烧室”)14可以包括其中设置有活塞138的燃烧室壁136。活塞138可以耦接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦接至客运车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达(未示出)可以经由飞轮耦接至曲轴140以实现发动机10的起动操作。

汽缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。进气通道146可以与除汽缸14之外的发动机10的其他汽缸连通。在一些示例中，一个或多个进气通道可以包括诸如涡轮增压器或机械增压器的增压装置。例如，图1示出了配置有涡轮增压器的发动机10，该涡轮增压器包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174，以及沿排气通道148布置的排气涡轮机176。压缩机174可以经由轴180至少部分地由排气涡轮机176提供动力，其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而，在其他示例中，诸如在发动机10设置有机械增压器的情况下，可以可选地省略排气涡轮机176，其中压缩机174可以通过来自马达或发动机的机械输入来提供动力。包括节流板164的节气门162可以沿着发动机的进气通道被设置，用于改变提供给发动机汽缸的进气的流动速率和/或压力。例如，节气门162可以位于如图1所示的压缩机174的下游，或者可替代地可以设置在压缩机174的上游。

排气被引导至涡轮机176以驱动涡轮机。当期望减小的涡轮机扭矩时，可以替代地通过废气门90引导一些排气，绕过涡轮机176。废气门阀92可以被致动打开以将至少一些排气压力从涡轮机的上游经由废气门90倾卸到涡轮机下游的位置。通过降低涡轮机176上游的排气压力，可以降低涡轮机速度，从而降低由压缩机174输送的增压压力。在其他示例中，在涡轮机176是可变几何涡轮机(VGT)的情况下，可以通过调节涡轮机的几何结构(例如，VGT的叶片的角度)来增加或减少增压压力。

排气通道148可以从除汽缸14之外的发动机10的其他汽缸接收排气。所示出的排气传感器128耦接至排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以从用于提供排气空燃比指示的各种合适传感器中选择，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO(如所描绘的)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置、或其组合。

发动机10的每个汽缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个进气门。例如，示出的汽缸14包括位于汽缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。

进气门150可以由控制器12经由致动器152控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由致动器154控制。在一些状况期间，控制器12可以改变提供给致动器152和154的信号以控制相应的进气门和进气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以通过相应的气门位置传感器(未示出)来确定。气门致动器可以是电动气门致动型或凸轮致动型、或其组合。可以同时控制进气门正时和排气门正时，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时中的任何一种。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可以由控制器12操作的用于改变气门操作的凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。例如，汽缸14可以可替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中，进气门和进气门可以通过公共气门致动器或致动系统、或者可变气门正时致动器或致动系统来控制。

汽缸14可以具有压缩比，该压缩比是当活塞138处于底部中心时与当活塞138处于顶部中心时的体积比。在一个示例中，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以增加。例如，当使用较高辛烷值燃料或具有较高汽化潜热焓的燃料时，可能发生这种情况。如果由于其对发动机爆震的影响而使用直接喷射，则压缩比也可能增加。

在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于启动燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，可以省略火花塞192，诸如在发动机10可以通过自动点火或通过燃料的喷射来启动燃烧的情况，如在一些柴油发动机中可能出现的情况。

在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以配置有一个或多个燃料喷射器以向其提供燃料。作为非限制性示例，示出的汽缸14包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可以配置为输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。示出的燃料喷射器166直接耦接到汽缸14，用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到汽缸。以这种方式，燃料喷射器166提供将燃料直接喷射到燃烧汽缸14的已知的直接喷射(以下称为“DI”)。尽管图1示出了定位于汽缸14的一侧的喷射器166，但是可替代地喷射器166可以位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。当利用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的挥发性较低，这种位置可以改善混合和燃烧。可替代地，喷射器可以位于顶部并靠近进气门以改善混合。燃料可以经由高压燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器166。此外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力换能器。

示出的燃料喷射器170布置在进气通道146中而不是在汽缸14中，燃料喷射器170构造为提供向汽缸14上游的进气道喷射燃料的已知的进气道燃料喷射(以下称为“PFI”)。燃料喷射器170可以与经由电子驱动器171从控制器12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统8接收的燃料。注意的是单个驱动器168或171可以用于两个燃料喷射系统，或者如所描绘的，可以使用多个驱动器，例如用于燃料喷射器166的驱动器168和用于燃料喷射器170的驱动器171。

在替代示例中，燃料喷射器166和170中的每一个可以被配置为用于将燃料直接喷射到汽缸14中的直接燃料喷射器。在又一示例中，燃料喷射器166和170中的每一个可以被配置为用于在进气门150的上游喷射燃料的进气道燃料喷射器(port fuel injector)。在其他示例中，汽缸14可以仅包括单个燃料喷射器，该单个燃料喷射器被配置为以变化的相对量接收来自燃料系统的不同燃料作为燃料混合物，并且进一步被配置为作为直接燃料喷射器将该燃料混合物直接喷射到汽缸，或作为进气道燃料喷射器将该燃料混合物喷射到进气门的上游。这样，应该理解的是，本文所描述的燃料系统不应受本文中通过示例描述的特定燃料喷射器配置的限制。

在单个汽缸循环内，燃料可以通过两个喷射器输送到汽缸。例如，每个喷射器可以输送在汽缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。此外，从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随工况(诸如如下所描述的发动机负荷、爆震和排气温度)而改变。进气道喷射的燃料可以在打开进气门事件期间、关闭进气门事件期间(例如，基本上在进气冲程之前)、以及在打开进气门操作和关闭进气门操作两者期间被输送。类似地，直接喷射的燃料可以例如在进气冲程期间、以及部分地在先前排气冲程期间、在进气冲程期间、以及部分在压缩冲程期间被输送。因此，即使对于单个燃烧事件，喷射的燃料可以在不同的正时从进气道和直接喷射器喷射。此外，对于单个燃烧事件，可以在每个循环中执行输送燃料的多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程、或其任何适当的组合期间执行多次喷射。

如上所述，图1仅示出了多汽缸发动机中的一个汽缸。因此，每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进气门/进气门、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞等。应当理解的是发动机10可以包括任何合适数量的汽缸，包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个汽缸。此外，这些汽缸中的每个汽缸可以包括参考汽缸14由图1所描述和描绘的各种组件中的一些或全部组件。

燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些特性包括尺寸的差异，例如，一个喷射器可以具有比另一个喷射器更大的喷射孔。其他差异包括但不限于不同的喷射角度、不同的操作温度、不同的瞄准(targeting)、不同的喷射正时、不同的喷射特性、不同的位置等。此外，根据喷射器170和166之间喷射的燃料的分配比率，可以实现不同的效果。

燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料，诸如具有不同燃料质量和不同燃料组分的燃料。差异可以包括不同的醇含量、不同的含水量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料混合物、和/或其组合等。具有不同汽化热的燃料的一个示例可以包括作为具有较低汽化热的第一燃料类型的汽油和作为具有较高汽化热的第二燃料类型的乙醇。在另一个示例中，发动机可以使用作为第一燃料类型的汽油以及作为第二燃料类型的包含燃料混合物诸如E85(其为大约85％的乙醇和15％的汽油)或M85(其为大约85％的甲醇和15％的汽油)的醇。其他可行的物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、醇的混合物等。

在又一个示例中，两种燃料可以是具有不同醇组分的醇混合物，其中第一燃料类型可以是具有较低醇浓度的汽油醇混合物，诸如E10(其为大约10％乙醇)，而第二燃料类型可以是具有较高醇浓度的汽油醇混合物，诸如E85(其为大约85％乙醇)。此外，第一燃料和第二燃料在其他燃料品质中也可以不同，诸如在温度、粘度、辛烷值等中的差异。另外，一个或两个燃料箱的燃料特性可能例如由于箱体再填充的日常变化而频繁地改变。

图1中的控制器12示出为微型计算机，包括微处理器单元106、输入/输出端口108、在该特定示例中被示为用于存储可执行指令的非暂时性只读存储器芯片110的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器112、不失效存储器114、以及数据总线。控制器12可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前讨论的那些信号之外，还包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到曲轴140的霍尔效应传感器120(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的节气门位置(TP)；以及来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机速度信号、RPM可以由控制器12从信号PIP生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。

控制器12接收来自图1的各种传感器的信号并且采用图1的各种致动器以基于接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调节发动机操作。例如，响应于基于来自踏板位置传感器的输入所指示的操作者扭矩需求的增加(在踩加速器踏板(tip-in)事件期间)，控制器可以通过向废气门阀致动器发送控制信号以将废气门阀致动到更关闭的位置来增加由发动机输出的增压压力。作为另一个示例，响应于基于来自踏板位置传感器的输入所指示的操作者扭矩需求的减少(在松加速器踏板(tip-out)事件期间)，控制器可以通过向废气门阀致动器发送控制信号以将废气门阀致动到更关闭的位置来增加由发动机输出的增压压力。在一个示例中，增压压力可以经由控制器的增压控制模块来控制。

通过使用涡轮增压器，用于给定汽缸排量的发动机的功率输出可以增加。还可以实现额外的协同效益。发动机排气路径中的涡轮增压器涡轮机利用一些可用的排气能量以驱动附连的压缩机，该压缩机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，来自燃烧过程的出口流量(outlet flow)减少，直到压缩机充分“增压”进气歧管压力以克服背压。

然而，涡轮增压系统的优势必须与随着增压达到高水平而产生的几个减损平衡。例如，在柴油发动机中，太少的增压导致过多的微粒形成和有限的驾驶性能，而过多的增压产生噪音、振动和粗糙性(NVH)并且限制由于较高的进气歧管压力导致的排气再循环(EGR)。惰性排气的减少可能导致更高的燃烧温度并促进NOx的形成。这种增压发动机系统可能需要仔细协调折衷以传输需要的发动机功率并限制增压压力以避免在高增压压力下增加排气排放的长时间燃烧。

如之前所讨论的，涡轮增压器操作可以经由对增压控制系统的组件或致动器的调节来控制以改变其对排气能量的捕获，诸如通过绕开涡轮机叶片(诸如经由废气门90)或通过改变涡轮机的几何结构(诸如其叶片的角度)来减轻排气压力。涡轮增压器发动机设计导致上游空气流量和喷射的燃料通常产生过多的增压压力，除非使用VGT或其他高性能废气门来管理增压水平。折衷是通过映射发动机和安排可接受的增压压力来确定的。其他发动机系统(诸如排气再循环(EGR)和可变凸轮正时(VCT))可能干扰增压压力。这些其他因素也被安排，但是瞬态操作和/或稳态偏移可能导致偏离期望水平的增压压力。用于抑制这些干扰的一个示例方法包括将VGT指定给闭环调整以保持期望的增压压力。增压压力闭环响应由比VGT致动慢得多的歧管填充动力(dynamics)主控。典型地，VGT致动器响应于几百毫秒中的命令校正，但是整个反馈系统可能需要几秒来抑制干扰。

为了实现规定的排气排放，车载诊断(OBD)监测器可以尝试对符合最低标准集(诸如在0车速下的车辆最小运行时间以及超过25英里/小时(mph)可接受的环境温度和压力等)的每个车辆驾驶(drive)或“行程(trip)”进行测试。OBD测试必须断定增压发动机系统是无故障或故障的达至少三分之一的有效驾驶。一个示例OBD测试可以特别地针对增压压力控制系统提出，从而允许诸如VGT的控制致动器产生用于故障监测器验证的缓慢增压压力控制故障的可能性。侵入式OBD测试可以有意运用增压压力控制系统以检查对用于满足OBD测试的唯一目的的侵入地产生的压力偏差的响应的能力。侵入式系统的一个优点是车辆的控制系统可以主动地寻找机会以揭示可能的故障，并且如果没有发现故障，则宣布车辆针对讨论中的驾驶没有故障并且满足驾驶测试完成度量。然而，侵入式测试的测试激励可能具有破坏车辆的驾驶性能和排放的可能性，因此侵入式方法可能对产生充足的检测和最小的破坏两者是具有挑战性的。

OBD测试要求还可以通过被动检测来满足。控制系统可以观察增压控制系统的正常行为，寻找指示系统有故障的证据，而不是故意激励系统的致动器以揭示故障。将驾驶认定为有效测试用例所需的最低条件可能不总是提供用于以高置信度可靠地区分无故障结果和故障结果的特定OBD测试的充分的致动器操作，从而产生重大挑战。被动测试的益处是标称系统不必因故意的侵入式操作而受到干扰。

如本文所详述的，可以使用被动(非侵入式)方法来满足OBD测试要求，同时提供可靠的结果。如参考图2所述，发动机控制器可以评估增压控制系统的反馈响应的性能，同时关注在期望增压压力和实际增压压力的瞬态差或偏差，而不是关注致动器调节的性质或幅度(例如，独立于废气门命令或测量位置)。

以这种方式，图1的组件可以实现车辆系统，其包括发动机；涡轮增压器，其包括由排气涡轮机驱动的进气压缩机；VGT或废气门阀，该废气门阀位于耦接在排气涡轮机两端的废气门中；定时器；以及控制器，其具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，用于：响应于所需增压压力的变化，调节废气门阀的位置并启动定时器；监测在调节之后完成对应于所需增压压力的变化的压力偏差而在定时器上逝去的持续时间；以及响应于持续时间大于阈值，指示进气增压压力响应时间的劣化。控制器可以进一步包括用于响应于有资格的车辆工况被满足来监测持续时间的指令，有资格的车辆工况包括最小车辆运行时间、经由发动机温度传感器估计的阈值发动机温度、由进气歧管压力传感器估计的最小歧管压力水平，以及向发动机汽缸燃料喷射器命令的喷射燃料质量的最小变化率。控制器还可以进一步包括用于以下操作的指令：经由延迟和具有TC参数的迟滞滤波器中的每一个来处理期望压力以形成预期增压压力，使得可以通过获取期望和实际之间的差异来形成压力偏差信号；以及检查上限和下限中的每一个之间的压力偏差，上限基于标称下冲(undershoot)的容差(tolerance)，下限基于标称过冲(overshoot)的容差。在下冲或过冲状况下，一旦偏差偏离边界，反馈将驱动足够强的控制响应以校正偏差，从而允许监测器看到潜在故障缓慢响应。应注意，控制系统倾向于在接近目标时减轻(back off)控制工作，并且响应将趋于减慢，从而实现更平稳的操作，以便不超过甚至故障系统响应能力，因此需要超出边界的最小偏差。

现在转到图2A-2B，示出了用于诊断增压压力控制系统的响应的示例方法200，包括检查揭示故障所需的充足激励。该方法实现基于响应于驱动循环过程中的不同增压压力偏差的增压压力反馈回路的响应时间来非侵入式地诊断的增压压力控制。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所描述的传感器)接收到的信号来执行用于执行方法200和本文中包括的其余方法的指令。根据以下描述的方法，控制器可以使用发动机系统的发动机致动器以调节发动机的操作。应该理解的是，图2B是图2A的方法200的延续，并且图3的方法300详述了图2A的步骤208的方面。

在202处，该方法输入由发动机控制器(例如，由动力传动系统控制模块PCM)收集的估计的和/或测量的车辆和发动机工况。作为非限制性示例，这些工况可以包括发动机转速、车辆速度、发动机温度、诸如环境温度、大气压力和环境湿度的环境状况、燃料喷射质量、测量的增压压力、自上次发动机起动以来的发动机运行时间、EGR流动速率、当前的增压压力、当前的废气门阀位置、歧管流量和压力、排气温度等。因此，发动机可以在图2A-2B的例程期间以闭环增压控制进行操作。

在204处，该方法检查输入PCM收集状况的子集，诸如最小运行时间、最小发动机冷却剂温度和最小进气歧管压力，以确定车辆工况是否与增压监测器的进入条件匹配。最小运行时间(对于一个示例其可以为25秒)确保车辆子系统具有针对驾驶的完全初始化，允许开始正常的增压控制。最小发动机冷却剂温度(在一个示例中其为44摄氏度)确保与进气歧管和增压控制相关的发动机组件充分温暖以用于正常操作。最小进气歧管压力(在一个示例中其是1500hPA)足够大以确保在预期增压估计可能不足够准确的情况下发动机不空转或在大的减速中。如果检查的进入状况中的任何一个不被满足，则在206处，重置压力偏差定时器，停止检查定时器并使其处于其当前水平，并且当PCM执行在下一次执行通路(pass)上返回时，监测器等待再次尝试。如果所有进入状况被匹配，那么该方法可以同时继续到208和226。在226处开始的子例程的细节在图2B中描绘，图2B是图2A的延续。方法200要求只要状况允许，在给定通路上的PCM执行两条路径(在208处开始的路径以及在226处开始的路径)，并且然后在下一次通路上再次尝试。因此，图2A-2B示出了如果状况被阻止(当对查询的响应为“否”时)，则方法返回到开始。

应该理解的是在一些示例中，图2A-2B的监测器可以响应于操作者扭矩需求的变化(诸如高于需要增压压力输送中的变化的操作者扭矩需求的阈值变化)来启动或触发。在一个示例中，如果操作者压下或释放加速器踏板达超过阈值量，则可以确认操作者扭矩需求的变化。如果操作者扭矩需求的变化未被确认，或者如果变化小于阈值变化并且不需要增压压力输送中的变化，则监测器可能不被触发，并且可以维持诸如废气门位置或涡轮几何结构(例如，涡轮叶片的角度)的增压致动器设置。PCM的子模块可以被配置为随着操作者扭矩需求改变而确定期望的增压压力，负责增压压力确定的子模块不同于负责执行图2A-2B的监测器的PCM的子模块。

回到208，压力偏差被计算，并且这在图3中详细描述。在210处，将压力偏差与限定压力偏差被认为在标称系统的范围内的范围的边界的上限(Thr_U)和下限(Thr_L)设置进行比较。因此，不同的压力偏差可能对增压控制系统的反馈响应时间和性能具有不同的影响。特别地，由于该方法依赖于增压控制系统的反馈特性，反馈响应可以随着触发反馈响应的压力偏差的性质和幅度而改变。另外，即使在无故障系统中也可能存在一些压力偏差。此外，压力偏差可能受到驾驶员行为的影响。例如，不同于温和驾驶，强烈的加速度可能对增压压力调整带来挑战。类似地，与压力下冲偏差(其中期望的增压压力高于当前的压力)相比，压力过冲偏差(其中期望的增压压力低于当前的增压压力)可能对增压压力调节具有不同的影响。作为另一个示例，如果VGT从未被分派以提供增压压力校正，则通过观察增压压力可能不会揭示由于缓慢的VGT故障导致的增压压力劣化。另一方面，与仅经历温和加速度的故障系统相比，无故障系统上的严重车辆加速度可能产生相当大的压力偏差。因此，用于OBD测试的挑战是捕获使故障响应与无故障分开(其中对偏差幅度的简单检查将不足够)的控制响应和压力偏差的某些方面。

在一个示例中，增压压力偏差仅在上限或下限之外时是有效的监测器状况。也就是说，高于上限和低于下限的增压压力偏差可以用于增压压力控制系统的OBD测试。上限和下限可以限定上边界和下边界，其中压力偏差的响应时间可能不可靠地与增压压力控制劣化相关。特别地，正压力偏差指示系统由于未达到期望值而正经受错误，而负压力偏差指示系统由于超越期望值而正遇到错误。必要的边界水平旨在创建大到足够迫使闭环控制进行大的校正的错误，该大的校正将测试系统的可用响应能力。太小的错误将禁止(illicit)故障缓慢响应系统可以充足地响应的温和得多的校正。通过将诊断限制到位于上限和下限之外的压力偏差，可以在确定故障期间考虑到增压压力下冲相对于增压压力过冲的响应时间的差异。特别地，通过放置边界，控制器仅检查强烈的控制响应，其中增压响应速度很重要，并且能够更可靠地在相关和不相关的偏差之间产生清楚的界限。

在一个示例中，控制器可以在具有故障状况和无故障状况的多个驱动循环和道路驾驶中收集数据，并且基于数据改善边界以获得解决方案。然而，控制回路(包括控制器电子设备和实际物理部件)的分析和控制算法可以提供帮助。例如，如果使用PI控制器调整和任何死区(dead-band)错误处理，可能可以看到针对较小错误的控制器动作在什么错误水平处变得非常谨慎并且将仅缓慢地接近目标、不揭示缓慢响应系统的操作模式。

如果210的结果为假，即偏差在上限和下限之间的标称范围内，则偏差定时器在212处被重置，并且该方法的该路径被确定直到下一个PCM通路才完成。如果偏差位于标称范围之外，则方法继续到214，其中偏差定时器被允许针对该PCM通路而前进(advance)。在216处，相对于先前的定时器值检查该前进的偏差定时器，并且如果更大，则控制器在218处用最近捕获的值替换最后(last)的值。如果未更大，则在220处，控制器不替代最后的值，因为它仍然是最高的。以这种方式，对于给定的驾驶，即使偏差定时器已被重置并且车辆状况需要新的尝试来建立偏差时间，定时器已经达到的最高水平也会被捕捉到。在222处偏差定时器最后的这个记录值与偏差阈值时间进行比较。如果阈值未被达到(attained)，则在下一次通路之前该路径被认为完成。偏差定时器在此不被重置，相反在下一次通路上，它可能基于改变的状况通过202到216被重置，或者如果故障状况持续，则它可能继续增加记录的偏差。如果偏差阈值被达到，则方法在224处指示该驾驶上存在缓慢增压响应故障。此时该方法已完成，因为已经发现了错误，即使允许更多的测试时间(如在234处所详述的)。图2A在224处将监测器的结束在这里示出为可选的，以防某些其他系统希望进一步看到故障行为(诸如在车辆预生产开发期间或当车辆正在修理时的扫描工具调试期间)的示例。

监测器然后继续到238，在238处评估故障以及确认已逝去的充分的测试时间。在图2B中的步骤226-236详述监测器的测试时间确认部分。

路径开始于226并且其后续步骤也必须尽可能地执行，类似于步骤204-224所覆盖的路径。226路径必须确定在驾驶期间是否已经发生了充足的车辆激励，使得如果故障已存在，则它将被充分地揭示以通过路径208到224被发现。步骤226包括使用从PCM检索的燃料质量喷射值以使用标准一阶导数类型的确定来计算该变量的变化率。在228处，相对于阈值检查质量喷射的变化率，如果超过阈值，则指示存在对增压控制的足够干扰，使得故障系统基于压力偏差将响应得太慢。如果质量喷射速率太小，则步骤230结束该PCM通路以更新检查定时器，否则当状况适合于故障检测时，步骤232使定时器前进。在234处，当存在充足的状况以检查故障时，将检查定时器与最大允许时间进行比较。如果仍有允许时间剩余，则允许该方法保持监测更多的PCM通路，但是如果超过允许的时间，则方法继续到236，在236中，该方法警告PCM的剩余部分允许的时间已经被完成。在238处，如果224未检测到在驾驶期间的阈值水平偏差时间，并且236已经宣布测试完成，则该方法断定该驾驶没有故障存在。此时，方法在240处必须停止，直到PCM的OBD执行机构(executive)允许进一步操作(通常是下一个驾驶)，通常重置该方法的所有状态状况。

系统干扰可能揭示故障，而该系统干扰非源于质量喷射变化，并且该方法的208至224部分仍然将检测缓慢响应，这是期望的。然而，为了宣布无故障状况，该方法被迫使用揭示缓慢响应的已知激励以便检查充足的状况以揭示故障。典型地，在允许的测试时间耗尽之前，在大多数有资格的驾驶上的故障系统将被揭示，但是允许的时间检查旨在确保无故障宣布是合理的。因此，减少了不正确故障检测的可能性。

图3详述了图2A中的框208。方法300描绘了用于确定在图2A-2B的监测方法200中使用的压力偏差的示例方法。步骤302包括从控制器的存储器中检索PCM计算的期望的增压压力。期望的增压压力是基于主要根据踏板位置推断的操作者扭矩需求的柴油发动机计算，而且还需要许多子系统调节以满足平稳操作、燃料经济性和排放，通过创建允许正确的EGR流量所必需的状况来例示。增压压力受质量流量、发动机转速和VGT(或废气门)操作的影响，但是PCM具有有限的自由度以调节发动机转速(通过齿轮选择、转换器打滑(slip))和质量喷射(燃料轨压力和喷射器正时)，因为令人满意的操作者需求必须始终处于第一位，所以PCM必须主要依靠VGT来实现期望的增压压力。如前所述，尽管VGT在增压控制中起着重要作用，并且可能是展示监测器的有利方式，但是其他原因可能引起缓慢响应。本文描述的方法使用期望的增压压力作为输入并且不参考VGT命令或其测量的位置，因为无论VGT是否是根本原因，该方法应该能够找到缓慢响应。以这种方式，该方法独立于在增压压力控制期间使用的废气门的方向和幅度或VGT致动器调节来实现识别缓慢增压响应。

在304处，通过使信号传递通过延迟并且然后通过由时间常数(TC)参数管控的迟滞滤波器来处理期望的增压压力。所得的信号是预期增压压力，如果系统具有正常(无故障)响应，则该预期增压压力应该存在。在一个示例中，延迟和迟滞滤波器是固定延迟和固定迟滞滤波器。在步骤306处，将PCM的实际增压压力值指定给该方法使用的实际值。该步骤允许琐细地使用简单测量的传感器值，但是在一些系统中，PCM可能必须构建来自多个传感器的代表性信号，或者可能提供略微不同的基于测量的信号，该信号已经被不同地处理以消除在不同频率处的噪声，所以该方法应该选择最合适的实际可用压力。然后步骤308从预期中减去实际的以得到压力偏差以传递到图2A中的210。

304的目的是充分地估计正常的增压响应应该是什么，而不需要依靠精心设计的在线动态模型，这些模型超过资源以在PCM上调整和执行。该方法可以通过使用一组简单固定的纯延迟的选择(图4中示出一个示例，其具有0.4秒的延迟)和迟滞滤波器时间常数(TC)(图4中示出的示例具有0.5秒的TC)来满足。通过实现其他发动机状况(诸如速度和质量喷射)的延迟和TC功能，匹配标称实际增压压力的一些进一步改进是可能的，但是这增加了进一步的复杂性并且因此可以在一个示例中避免。在一个示例中，通过固定延迟和固定时间常数迟滞滤波器处理期望的增压压力允许控制器能够以紧凑的方式预测针对无故障增压控制系统测量的增压压力应该看起来像什么。当实际增压压力与该值进行比较时，故障情况应显示易于检测和标记的较大差异。因此，由于整个系统的相对较长的循环时间，增压压力的反馈控制可能受限于其抑制干扰的能力主要受到纯延迟的存在以及一些迟滞的动态响应的阻碍。纯延迟限制反馈控制器采取立即行动以抑制干扰，因为在延迟经过之前没有已经出现错误的指示，而在此期间实际系统增压压力可能偏离目标压力。一旦错误开始以到达向增压压力控制系统提供反馈的压力传感器，这可以被迟滞动力减弱，控制器可以开始补救该情况，尽管直到迟滞消退之后才能感测到扰动的全部程度。在一定程度上，可以增强反馈控制器以应对已知的延迟和迟滞状况，但是纯延迟将总是限制完全抑制干扰的反馈控制能力。本发明人已经认识到，如果不受故障阻碍，增压控制系统对期望增压压力的闭环响应可能类似于具有延迟和迟滞的开环响应。因此，通过经由延迟和迟滞滤波器处理期望的增压压力，减少了基于许多发动机和VGT信号对增压压力响应建模的需求。结果，在提供充分近似的同时，实现了计算成本和复杂度的显著降低。将理解的是在替代示例中，迟滞和延迟参数可以是可变的，而不是固定的，参数基于一个或多个发动机参数而改变。然而，对可变迟滞和延迟参数的依赖可能增加计算成本和测量的复杂度。因此，通过依靠固定的迟滞和延迟参数，可以实现准确性和复杂性之间的平衡。

如参考图4所述，无故障的实际增压压力仍然可能超越或未达到选定发动机操作区域的预期增压压力。因此，通过约束诊断测试在此类状况期间不被应用，缓慢增压响应与增压控制劣化正确地相关。

以这种方式，控制器可以监测增压压力控制系统对由操作者触发的选定增压压力偏差的响应时间，而不参考指令的或测量的废气门位置；并且响应于监测的响应时间高于阈值同时有资格的车辆工况被满足，指示增压压力控制系统的劣化并满足OBD测试要求。在一个示例中，期望的增压压力通过延迟和使用时间常数的迟滞滤波器来处理。增压压力偏差从处理的期望压力中减去测量的或实际的压力来计算。在一个示例中，选定增压压力偏差可以包括位于上下限之外的增压压力偏差。在一个示例中，上限基于容许的下冲的设置水平，并且下限基于容许的过冲水平，超过上限和下限产生强烈的控制校正。有资格的车辆工况可以包括最小车辆运行时间、阈值发动机温度和最小歧管压力水平。控制器可以进一步包括用于以下操作的指令：响应使足以揭示潜在故障的车辆工况有资格，其中当车辆的运行时间、最小发动机温度和进气压力以及最小质量喷射水平的状况存在时，检查定时器前进。在又一个示例中，响应于监测的响应时间低于阈值，控制器可以更新发动机控制器的存储器中的监测的响应时间，并且指示增压压力控制系统没有劣化。在一个示例中，响应于监测的响应时间而指示劣化包括参考选定增压压力偏差的幅度一旦在上边界或下边界之外而指示，而不参考指令的或测量的废气门位置。

参考图4的图400，示出了在无故障增压压力控制系统中在闭环增压压力控制期间的响应时间的变化的示例。曲线406(具有短破折号的虚线)示出了期望的增压压力(Pdes)。曲线404(具有长破折号的虚线)示出了通过延迟和迟滞滤波器处理的处理期望增压压力(预期)。曲线402(实线)示出了由压力传感器测量的实际增压压力。沿y轴显示压力，并且沿x轴显示时间。如轨迹线402和404所示，预期增压压力在大部分驱动循环中与实际增压压力匹配。

在一些地方曲线402和404不重叠，并且这些是图2A-2B的方法限于减少结果的错误解释的情况。例如，在区域410处，当发动机在空转状况下操作时，实际增压压力(402)响应于增压压力的指令变化比在非空转状况期间更慢。因此在这个区域中，曲线402和404未很好地重叠。作为另一个示例，在选定的踩加速器踏板和松加速器踏板期间(如区域420所示)，即使系统没有故障，实际增压压力也经历一些短暂的过冲和下冲。此外，在一些发动机工况下(诸如在区域430处)，实际增压压力(402)可能受到控制器缓慢抑制的干扰的影响。在区域410中，车辆处于具有甚至更长迟滞行为的最小操作状态中，这可以通过检查静态增压压力(在图2A的204中)来避免。在区域420中，实际增压压力轻微振荡，并且通过检查上边界和下边界(在图2A的210中)来阻止这些短暂的小的过冲和下冲偏差。区域430还通过最小压力检查(在图2A的204中)来阻止。

现在在图5的图500中示出无故障的示例增压压力控制诊断。图500在曲线502处描绘了车辆速度(Vspd)的变化。因此，车辆速度的变化反映了操作者扭矩需求的变化，通过操作者应用加速器踏板以增加车辆速度来增加扭矩需求，通过操作者应用制动踏板和/或释放加速器踏板以降低车辆速度来降低扭矩需求。响应于扭矩需求变化的燃料喷射质量在曲线504处示出。VGT废气门(WG)调节在曲线505(期望)和506(测量)处描绘，其中对于无故障示例非常接近地重叠。具体地，曲线506示出了WG打开的程度，WG开度从y轴的顶部到底部增加，减轻了增压压力。在曲线508-510处示出了增压压力变化，其中曲线510(虚线)描绘了预期增压压力，以及曲线508(实线)描绘了实际增压压力。在曲线512处相对于上限(Thr_U)和下限(Thr_L)示出了增压压力偏差(Pdvt，其被确定为期望的经延迟和滤波的增压压力与实际增压压力之间的差值)。在514处示出测量反馈控制增压响应时间的定时器的输出。在曲线516处示出指示增压控制系统劣化的标志。所有曲线沿x轴随时间示出。偏差事件标记d1-d3表示重要点。在图5中，偏差事件是在偏差故障水平以下的非常小的时间量，所以故障标志516保持在0。

现在在图6的图600中示出具有故障的示例增压压力控制诊断。图6的图600是与图5的等价图(所有相同的参数以相同的方式标记)，除了引起缓慢响应故障之外，在这个示例中，通过TC为5秒的迟滞滤波器故意减慢VGT。每条曲线相当于图5中的曲线，除了相对于编号500而标记为600。在该示例中，随着操作者扭矩需求改变(604)，期望的VGT WG(605)试图进行调节，并且期望的增压压力(608)改变。废气门调节被命令以促使实际增压压力至期望的增压压力。废气门调节由发动机控制器的反馈控制回路命令，响应于实际和期望增压压力(未示出)之间的压力误差的幅度来命令该调节。如果压力偏差(预期-实际)超过由上限和下限限定的范围，并且如果其他有资格的车辆工况被满足，则该方法监测由反馈控制回路促使实际增压压力至期望的经延迟和滤波的增压压力水平所花费的时间。控制器在驱动循环中多次重复该操作(每当机会出现时)，以获知(learn)反馈回路对压力偏差的响应时间的实例。如果增压事件的响应时间超过针对车辆模型允许的故障水平响应时间，则指示增压响应时间的劣化(616)，并且缓慢增压响应归因于劣化。

例如，在t1处，在扭矩需求的快速增加迫使燃料喷射质量的快速增加之后，响应于扭矩需求，VGT废气门打开以减轻增压压力。然而，对于该故障的示例，VGT WG太缓慢而不能完全遏制(contain)增压压力升高，并且压力偏差超过了限定的范围(Thr_U和Thr_L之间)，并且持续时间d1被确定为时间t1和t2之间的增压响应时间(其中压力偏差返回到Thr_L边界之内)。直到d1时间达到故障水平阈值(其为针对事件d1的短持续时间，但是足够以指示故障状况)之前，标志故障616不指示故障。事件d2是甚至更大的偏差示例，其使偏差定时器向上运行更高，明显越过允许的故障水平，这发生在时间t3处。

图6的最后一条曲线(曲线618)示出了检查定时器，其跟踪在故障将是可检测的驾驶期间状况存在多久。曲线618仅当在204处多个条件被满足时增加，但是最重要的是条件228也必须满足。在曲线604中，燃料质量的变化率由r2(一个陡的斜坡)和r1(一个缓的斜坡)来标记。曲线618需要604的陡斜坡来使检查定时器前进。注意，当仍然明显存在一些VGTWG迟滞时，r1缓斜坡发生，但是它是次要的。因此，此时曲线608和610重叠，612偏差容易地被包含在Thr_U和Thr_L边界内。用于故障情况的检查定时器618曲线与大的压力偏差相当好地相符合，因此可以用作该方法可以区分故障何时可能发生的指示器，因为针对图5中的518(无故障)和图6中的618(故障)二者检查定时器均等同地前进。

曲线516和616中的标志被示出以说明该方法何时检测到故障。一旦故障被发现，该方法将此传达给PCM的OBD诊断例程，该例程遵循建立故障指示灯激活、与诊断服务工具通信、更新各种OBD测试的监测器使用率等的监管程序。对于给定的驾驶，该方法不再需要针对OBD目的而继续执行，尽管进一步的操作可能对其他功能有一定益处，并且在该示例中，尽管在t2处发现故障，我们继续操作以显示随着驾驶的继续该方法将继续发现更多故障。

因此，该方法不用于检查增压系统组件，而是用于诊断整个系统劣化。虽然上面的示例使用VGT和WG作为示例，但这仅仅用于说明故障。应该理解的是，诸如泄漏、不正确安装的进气歧管等的其他系统组件问题可能潜在地导致相同的缓慢响应。在一个示例中，在基于上述监测器的完成检测缓慢增压响应之后，控制器可以启动另一个不同的监测器以识别缓慢增压响应的来源，其中负责缓慢增压响应的组件是被识别(并且与其他增压响应致动器区分开)，并且随后减轻动作可以基于所识别的缓慢增压响应的来源来执行。

以这种方式，闭环增压控制系统对压力偏差的响应时间可以用于非侵入式地诊断增压劣化。通过使增压控制劣化与缓慢增压响应相关，而无需参考增压致动器的(诸如VGT废气门的)命令或位置，可以准确且可靠地诊断缓慢响应增压压力。通过测量位于由上边界和下边界限定的范围之外的压力偏差的响应时间，由于对增压压力过冲与下冲的增压响应的差异而导致的错误诊断(包括错误地指示无故障系统存在故障，或故障系统无故障)可以被更好地解释。通过仅当有资格的车辆工况被满足时(诸如，当不在空转状况下或接近空转状况下操作时)基于响应时间进行诊断，可以增加结果的置信因子。通过被动地执行测试，车辆驾驶性能和排放不受测试的影响。通过将有资格的增压事件的响应时间与针对详尽的各种驾驶状况凭经验从已知的无故障增压响应时间确定的最大值进行比较，可以确定增压劣化而不需要依赖于复杂且计算密集的建模。通过针对有资格的驾驶诊断增压响应劣化，监管要求被满足，并且可以及时解决增压相关问题，以维持车辆所有者预期的驾驶性能。

用于车辆中的增压发动机的一个示例方法包括：在利用闭环涡轮增压器增压控制操作发动机时，基于高于驱动循环中的预期增压压力变化和实际增压压力变化之间的阈值偏差的持续时间，而无需参考可变几何涡轮机(VGT)或废气门的命令或测量，指示增压压力控制系统响应的劣化。在前面的示例中，附加地或可选地，该方法进一步包括监测车辆工况，并且当如果存在增压劣化而能够揭示缓慢增压响应的选定工况被确认时，使增压响应监测器的测试定时器前进，选定车辆工况包括燃料喷射质量的变化率高于阈值率。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，该方法进一步包括响应于劣化指示和在测试定时器上已经逝去的阈值时间中的一个来指示增压响应监测器的完成。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，在非空转状况下利用闭环增压控制操作发动机，该非空转状况包括阈值车辆运行时间已经逝去、达到阈值发动机温度、和阈值进气歧管压力被维持中的每一个。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，指示包括响应于持续时间高于阈值持续时间而指示劣化，即使当废气门命令在驱动循环中改变以抑制增压压力干扰时，该指示也独立于废气门命令。在任何或所有前述实例中，附加地或可选地，高于阈值偏差包括在预期增压压力与实际增压压力之间的差值位于由上限和下限限定的范围之外，上限基于标称增压控制系统允许的下冲的容差，下限基于标称增压控制系统允许的过冲的容差。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，该方法进一步包括响应于指示，调节一个或多个发动机操作参数以增加节气门入口压力，一个或多个发动机操作参数包括进气节气门位置、VGT位置和废气门位置。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，该方法进一步包括估计预期增压压力变化与实际增压压力变化之间的偏差，该估计包括：基于操作者扭矩需求估计目标增压压力；经由增压压力控制系统的固定延迟和固定迟滞滤波器参数中的每一个来处理目标增压压力；并且将偏差计算为处理的目标增压压力和测量的增压压力之间的差值。

另一示例性方法包括：监测增压压力控制系统对由操作者触发的选定增压压力偏差的响应时间，而独立于参考命令的或测量的废物门位置；以及当有资格的车辆工况被满足时响应于监测的响应时间高于阈值持续时间，指示增压压力控制系统的劣化。在前面的示例中，附加地或可选地，选定增压压力偏差包括大于上限或小于下限的预期增压压力与实际增压压力之间的增压压力偏差。在任何或所有前述实施例中，附加地或可选地，选定增压压力偏差基于预期增压压力，该预期增压压力从经由固定延迟和固定参数时间常数迟滞滤波器处理之后的期望增压压力来计算。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，上限基于标称增压压力控制系统允许的下冲的容差，并且下限基于标称增压压力控制系统允许的过冲的容差。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，有资格的车辆工况包括最小车辆运行时间、阈值发动机温度和最小歧管压力水平。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，该方法进一步包括响应于有资格的车辆工况未被满足，继续监测响应时间，直到指示劣化或有资格的观察时间已到期。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，该方法进一步包括：响应于监测的响应时间低于阈值持续时间，更新发动机控制器的存储器中的监测的响应时间，并且指示增压压力控制系统无劣化。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，响应于监测的响应时间而指示劣化包括：一旦阈值持续时间逝去，独立于选定增压压力偏差的幅度并且独立于参考命令的或测量的废物门位置来指示劣化。

另一个示例车辆系统包括：发动机；涡轮增压器，其包括由排气涡轮机驱动的进气压缩机；废气门阀，其位于耦接在排气涡轮机两端的废气门中；定时器；以及控制器，其具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，用于：响应于所需增压压力的变化和反馈检测干扰，调节废气门阀的位置并启动定时器；监测在调节之后完成对应于期望增压压力与实际增压压力之间的所需差值的压力偏差校正而在定时器上逝去的持续时间。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，控制器进一步包括用于以下操作的指令：响应于有资格的车辆工况被满足来监测持续时间，有资格的车辆工况包括最小车辆运行时间、经由发动机温度传感器估计的阈值发动机温度、以及由进气歧管压力传感器估计的最小歧管压力水平。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，控制器进一步包括用于以下操作的指令：响应于有资格的车辆工况未被满足，继续监测直到指示劣化或超过允许的观察时间。在任何或所有前述实施例中，附加地或可选地，控制器进一步包括用于以下操作的指令：经由延迟和具有时间常数参数的时间常数参数迟滞滤波器处理期望的增压压力以形成预期压力；以及计算作为预期增压压力和实际增压压力的差值的增压压力偏差，其中指示包括当增压压力偏差位于由上限和下限形成的范围之外时指示劣化，上限基于标称系统允许的下冲的容差，下限基于标称系统允许的过冲的容差。

在进一步的表示中，用于涡轮增压发动机的方法包括：在驱动循环中，估计实际增压压力和预期增压压力之间的当前压力偏差；响应于当前压力偏差高于阈值水平，监测当前压力偏差保持高于阈值水平的持续时间，并且将监测的持续时间与最后高于驱动循环的阈值压力偏差的持续时间进行比较。响应于当前高于阈值压力偏差的监测的持续时间大于最后高于驱动循环的阈值压力偏差的监测的持续时间，和当前高于阈值压力偏差的检测的持续时间大于阈值持续时间中的每一个，指示耦接到涡轮增压发动机的增压控制系统的劣化响应时间(或缓慢增压响应)。在进一步的表示中，附加地或可选地，当前压力偏差高于阈值水平包括当前压力偏差高于偏差上限或低于偏差下限。在进一步的表示中，附加地或可选地，监测持续时间包括响应于当前压力偏差高于阈值水平而使偏差定时器开始或前进。在进一步的表示中，附加地或可选地，如果当前高于阈值压力偏差的监测的持续时间小于最后高于阈值压力偏差的监测的持续时间，则重置偏差定时器，并且不将当前高于阈值压力偏差的监测的持续时间存储在发动机控制器的存储器中，同时在发动机控制器的存储器中维持最后高于阈值压力偏差的检测的持续时间。在进一步的表示中，估计实际增压压力和预期增压压力之间的当前压力偏差是响应于有资格的车辆工况被满足，有资格的车辆工况包括最小车辆运行时间、阈值发动机温度和最小歧管压力水平。在进一步的表示中，基于节气门入口压力推断实际增压压力，并且通过处理命令增压压力来估计预期增压压力，命令增压压力基于操作者扭矩需求。在进一步的表示中，涡轮增压发动机包括具有排气涡轮机的涡轮增压器、和耦接到涡轮机的废气门，该涡轮机包括可变几何涡轮机(VGT)，其中该方法进一步包括：基于操作者扭矩需求命令VGT和/或废气门以减小实际增压压力与命令增压压力之间的差值，并且其中劣化响应时间的指示独立于命令的VGT和/或废气门位置来执行。在进一步的表示中，响应于有资格的车辆工况被满足并且计算的燃料喷射质量变化率高于阈值，使不同于偏差定时器的检查定时器开始或前进，继续使检查定时器前进，直到在检查定时器上已经逝去有资格的测试时间、和当前高于阈值压力偏差的监测的持续时间大于阈值持续时间中的一个，然后指示测试时间已完成并且重置检查定时器。在进一步的表示中，响应于当前高于阈值压力偏差的监测的持续时间小于阈值持续时间并且检查定时器上的测试时间完成，指示增压响应时间无劣化。

需要注意的是，本文包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的具体例程可以代表任何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，所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行或者在一些情况下可以省略地执行。类似地，实现本文描述的示例实施例的特征和优点不一定需要处理顺序，而是为了便于说明和描述而提供。基于所使用的特定策略，可以重复地执行所示动作、操作和/或功能中一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形化地表示要被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过执行包括各种发动机硬件组件的系统中的指令并结合电子控制器来完成。

应该理解的是本文所公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为是限制性的，因为可能有多个变型。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12，对置4等发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求特别指出被认为新颖和不明显的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应该被理解为包括一个或多个这些元素的结合，既不要求也不排除两个或更多个这些元素。所公开的特征、功能、元素和/或特性的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求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。这样的权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同还是不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种用于车辆中的增压发动机的方法，其包括：

在利用闭环涡轮增压器增压控制操作发动机时，基于高于驱动循环中的预期增压压力变化和实际增压压力变化之间的阈值偏差的持续时间，而无需参考可变几何涡轮机即VGT或废气门指令或测量，指示增压压力控制系统响应的劣化。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括监测车辆工况，并且当如果存在增压劣化而能够揭示缓慢增压响应的选定工况被确认时，使增压响应监测器的测试定时器前进，所述选定车辆工况包括燃料喷射质量的变化率高于阈值率。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括响应于劣化指示和在所述测试定时器上已经逝去阈值时间中的一个指示所述增压响应监测器的完成。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机在非空转状况下利用闭环增压控制操作，所述非空转状况包括阈值车辆运行时间已经逝去、达到阈值发动机温度、以及阈值进气歧管压力被维持中的每一个。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述指示包括响应于所述持续时间高于阈值持续时间指示劣化，即使当废气门命令在所述驱动循环上改变以抑制增压压力干扰时，所述指示也独立于所述废气门命令。

6.根据权利要求1所述的方法，其中高于阈值偏差包括所述预期增压压力与所述实际增压压力之间的差值位于由上限和下限限定的范围之外。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述上限基于标称增压控制系统允许的下冲的容差，并且所述下限基于所述标称增压控制系统允许的过冲的容差。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，响应于所述指示，调节一个或多个发动机操作参数以增加节气门入口压力，所述一个或多个发动机操作参数包括进气节气门位置、VGT位置和废气门位置。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：估计所述预期增压压力变化与实际增压压力变化之间的偏差，所述估计包括：

基于操作者扭矩需求估计目标增压压力；

经由所述增压压力控制系统的固定延迟和固定迟滞滤波器参数中的每一个处理所述目标增压压力；以及

将所述偏差计算为所述处理的目标增压压力和测量的增压压力之间的差值。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：响应于监测的响应时间低于所述阈值持续时间，更新发动机控制器的存储器中的所述监测的响应时间，并且指示所述增压压力控制系统无劣化。

11.一种车辆系统，其包括：

发动机；

涡轮增压器，其包括由排气涡轮机驱动的进气压缩机；

废气门阀，其位于耦接在所述排气涡轮机两端的废气门中；

定时器；以及

控制器，其具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述控制器用于：

响应于所需增压压力的变化和反馈检测干扰，调节所述废气门阀的位置并启动所述定时器；

监测在所述调节之后完成对应于预期增压压力与实际增压压力之间的所需差值的压力偏差校正而在所述定时器上逝去的持续时间；以及

基于所述监测的持续时间指示劣化增压响应时间。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器进一步包括用于以下操作的指令：

响应于有资格的车辆工况被满足监测所述持续时间，所述有资格的车辆工况包括最小车辆运行时间、经由发动机温度传感器估计的阈值发动机温度、以及由进气歧管压力传感器估计的最小歧管压力水平。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制器进一步包括用于以下操作的指令：

响应于所述有资格的车辆工况未被满足，继续所述监测，直到指示劣化或超过允许的观察时间。

14.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器进一步包括用于以下操作的指令：

经由延迟和具有时间常数参数的时间常数参数迟滞滤波器处理期望的增压压力以形成所述预期压力；以及

计算作为所述预期增压压力和实际增压压力之间的差值的增压压力偏差；

其中所述指示包括当所述增压压力偏差位于由上限和下限形成的范围之外时指示劣化，所述上限基于标称系统允许的下冲的容差，所述下限基于标称系统允许的过冲的容差。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述控制器进一步包括用于以下操作的指令：

响应于所述监测的持续时间位于所述范围内，更新所述控制器的存储器中的所述监测的持续时间，并且指示所述增压压力响应时间无劣化。