[发明专利]用于具有两级涡轮压缩机的动力传动系的诊断方法和系统

说明书

技术领域

本发明的领域是对于配备有涡轮增压器的内燃发动机的故障诊断，并且更具体地说是配备有两级涡轮增压器的动力传动系的故障诊断。

背景技术

对发动机进行空气增压使之有可能通过接受比同等汽缸尺寸的大气式发动机更多的空气量以用于燃料燃烧来增加发动机的性能水平。

一种增压装置可以包括一台涡轮增压器，该涡轮增压器一方面包括一台压缩机并且另一方面包括一台涡轮机，该压缩机以高于大气压的压力来对发动机供以空气，并且来自发动机的排气穿过涡轮机。

由这些排气提供给涡轮机的动力经由一个轴而传输到压缩机，压缩机将从外部环境中吸入的空气压缩到一个所谓增压压力的压力。

随着当前增加发动机特定性能的趋势，涡轮增压器所需的增压压力值逐渐变大。涡轮增压器经受很高的机械应力，这样会影响涡轮增压器的可靠性。因此重要的是准确控制涡轮增压器运行状态并且诊断出现的任何机械故障，以便例如限制发动机性能水平和/或提醒驾驶员需要修理。

而且，涡轮增压器增压压力调节失败通常是先于这些机械故障，而这种调节失败会致使超过发动机污染排放物的法定水平。关系到车载车辆嵌入式诊断的OBD（车载诊断）标准要求将任何这样的超出都对驾驶员给与警示。因此重要的是诊断出涡轮增压器的故障或事故以便满足这些标准。

当前，对增压进气回路中的内部泄漏或外部泄漏的诊断是基于对涡轮增压器调节环路偏差的积分与一个检测阈值进行比较的。在一个有故障的压缩机旁路的情况下，测量到的压力低于预期压力，这样使之有可能检测出一次故障。此外，为了考虑该增压调节的准确性，存在着在其上不计算积分的一个死区。类似地，在设定点变化太快时不进行这种计算。

当前的诊断仅是在该增压调节被启用时才工作的。此外，这些性能水平高度地取决于对增压的控制行为以及对EGR的控制行为。在实践中，这些校准大大影响该增压响应时标（response mask）。而且，由于该策略是基于一种循环误差的，在稳定的转速下因为该增压调节器积分器作用而将不能检测出该增压进气回路中的内部泄漏或外部泄漏。

存在对于诊断泄漏的方法和系统的需要，这种方法和系统使之有可能明显减少校准并且还使之有可能对以稳定转速运行的动力传动系进行诊断。

因此还存在对于增压进气回路中的内部泄漏或外部泄漏进行诊断的装置的需要，该装置能够检测污染排放物增加的风险、以及高压涡轮增压器超速的风险。

在实践中，压缩机旁路中的内部泄漏能够引起增压压力和空气流量的减少，从而导致污染排放物增加。

在压缩机旁路中存在内部泄漏的情况下，增压调节将通过使高压涡轮增压器更快旋转而潜在地直至该高压涡轮增压器由于过高的转速而损坏来自然地补偿这种泄漏。

外部泄漏能够引起增压压力的减少，增压调节将通过使高压涡轮增压器更快旋转而潜在地直至该高压涡轮增压器由于过高的转速而损坏来补偿这种增压压力的减少。

发明内容

根据一个方面，在此提出了一种用于诊断配备有至少一台低压涡轮增压器以及至少一台高压涡轮增压器的动力传动系的方法，这些涡轮增压器被分级并且供给一台内燃发动机，该动力传动系被安装在一台发动机车辆中。该方法包括以下步骤：

确定该动力传动系的运行模式，

根据一个第一组数据并且根据该运行模式来确定涡轮机功率，

根据一个第二组数据来确定该涡轮机功率，

一个故障判据被确定成该作为第一组数据的函数的涡轮机功率与该作为第二组数据的函数的涡轮机功率之比，并且

将该故障判据与多个存储值相比较以便确定是否存在一次故障。

该诊断方法提供了易于校准、易于与动力传动系的运行情况相适配、以及在稳定情况和不稳定情况均可使用的优点。

该第一组数据可以是在高压涡轮机这一侧上确定的一组数据。

该第一组数据可以包括高压涡轮机的旋转速度以及高压涡轮机的上游温度。

该第一组数据可以包括该高压涡轮机的上游压力以及高压涡轮机的上游温度。

在动力传动系包括连接在高压涡轮机的入口与出口之间的一个高压旁路时，该第一组数据可以包括该高压旁路的位置、高压涡轮机的上游温度以及高压压缩机的旋转速度。

该第二组数据可以是在高压压缩机这一侧上确定的一组数据。

该第二组数据包括高压压缩机的旋转速度、增压压力以及内燃发动机的旋转速度。

可以根据该高压旁路的位置以及高压涡轮机的上游压力来确定运行模式。