[发明专利]确定增压空气质量流速的方法和装置

说明书

本发明涉及确定增压空气质量流速的方法和装置。一种确定增压空气质量流速的方法包括带有闭环观测器的涡轮增压器速度传感器，观测器基于建模的涡轮增压器转速；开环增压空气质量流速在存储在发动机控制器中的特征场中被确定，并且由测得的涡轮增压器转速和建模的涡轮增压器转速之间的缩放后的差值来修正。修正后的闭环增压空气质量流速被反馈以对后续涡轮增压器转速进行建模，并且更新特征场中的开环增压空气质量流速。

相关申请的交叉引用

本申请主张2014年2月4日提交的德国专利申请102014201947.8的优先权，该德国专利申请的整个内容出于所有目的通过引用合并于此。

技术领域

根据独立权利要求的前序部分并且从DE 10 2007 030 233 A1得知，本公开涉及一种确定带有排气涡轮增压器的内燃发动机的增压空气质量流速的方法。

背景技术

发动机可以使用涡轮增压器来提高发动机扭矩/功率的输出密度。在一个示例中，涡轮增压器可以包括压缩机和涡轮，它们由驱动轴连接，其中涡轮耦接到排气歧管侧，而压缩机耦接到进气歧管侧。以此方式，排气驱动涡轮向压缩机提供能量，以增加进气歧管内的压力(例如，升压，或增压压力)，并且增加进入发动机的空气流量。监测进入发动机的空气质量流速可以帮助确定例如燃料喷射量，或者可以辅助控制排气再循环。

一种解决监测空气质量流速的示例是使用质量空气流量传感器，例如热线式传感器，其中导线的电阻响应于温度的改变由控制器校准到空气质量流速。

然而，发明者已经意识到这种系统的潜在问题。诸如热线式传感器的空气质量流量传感器可能由污染物形成沉积，尤其在城市地区操作时，由此随着操作时间的流逝，测量精度降低。

发明内容

一种至少部分地解决一些以上问题的潜在方案包括一种确定增压空气质量流速(在本文中也被称为空气质量流速)的方法。该方法包括根据存储在发动机控制器中的特征场(characteristic field)来确定开环空气质量流速，其中开环速率是所测得的压缩机压力比和所测得的涡轮增压器转速即涡轮速度的函数。该方法进一步包括对关联的涡轮增压器转速进行建模并且确定闭环空气质量流速，其中闭环空气质量流速是开环速率与偏移值之和。

在一个示例中，反复地确定闭环空气质量流速，其中在每次计算中，之前获得的闭环空气质量流速被用于对涡轮增压器转速进行建模。进而，基于更新的增压空气质量流速，控制器可以调整其他发动机参数，例如燃料喷射时间、燃料质量平衡和空燃比。以此方式，在连续的循环之后，增压空气质量流速的每次测量值被更新和修正，从而例如与仅基于开环值确定的值相比，产生更精确的测量值。进一步地，这种确定增压空气质量流速的方法可以在没有例如质量空气流量传感器的情况下进行，因此，测量值不依赖于在沉积之后可能使传感器劣化的状况。

在另一个示例中，一种方法包括响应于空气质量流速而调整发动机执行器，该空气质量流速不是基于质量空气流量传感器，而是基于所估计的涡轮速度和所测得的涡轮速度之间的误差，所估计的涡轮速度是基于涡轮增压器轴上的负荷平衡。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中进一步描述。这并不意味着确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，要求保护的主题的范围仅由具体实施方式之后的权利要求确定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示意性地描绘包含涡轮增压器系统的示例车辆系统。

图2示出用于确定增压空气质量流速的方法的方框图。

图3示出用于确定增压空气质量流速的观测器的结构。

图4示出典型的压缩机特征场，其中增压空气质量流速为横坐标，压缩机压力比为纵坐标。