用于壓縮機(jī)再循環(huán)閥的診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及用于診斷壓縮機(jī)閥退化的方法，所述壓縮機(jī)閥耦接進(jìn)氣壓縮機(jī)的兩側(cè)，所述進(jìn)氣壓縮機(jī)被包括在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可配置有增壓設(shè)備，諸如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器，以用于提供增壓的空氣充氣并改善峰值功率輸出。壓縮機(jī)的使用允許較小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)提供與較大排量發(fā)動(dòng)機(jī)一樣多的功率，但有額外的燃料經(jīng)濟(jì)效益。然而，壓縮機(jī)易喘振。例如，當(dāng)操作員減油門(mén)(tip-out)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)關(guān)閉，從而導(dǎo)致減少的經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的向前流量，以及喘振的可能性。喘振可導(dǎo)致噪聲、振動(dòng)，和不舒適性(NVH)問(wèn)題，諸如來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的不期望的噪聲。在極端情況下，喘振可導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞。為了解決壓縮機(jī)喘振，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV)，其耦接在壓縮機(jī)的兩側(cè)以使增壓壓力迅速衰減。CRV可使壓縮空氣從壓縮機(jī)出口再循環(huán)到壓縮機(jī)入口，從而允許壓縮機(jī)出口處的壓力的降低。
[0003]CRV可包括節(jié)氣門(mén)和用于指示CRV的節(jié)氣門(mén)的位置變化的位置傳感器。當(dāng)響應(yīng)于改變節(jié)氣門(mén)位置的命令的位置傳感器不記錄節(jié)氣門(mén)的位置變化時(shí)，可診斷CRV的退化。例如，CRV的節(jié)氣門(mén)可在給定位置處被卡住。Wegener等人在US7，926，335中示出另一種診斷CRV退化的示例方法。在此，分析響應(yīng)CRV的觸發(fā)的充氣壓力的變化。具體地，當(dāng)CRV被觸發(fā)到閉合位置時(shí)，如果進(jìn)氣壓縮機(jī)下游的充氣壓力不像預(yù)期的那樣增加，CRV可被診斷為在多半打開(kāi)的位置中被卡住。
[0004]發(fā)明人在此已經(jīng)意識(shí)到上述方法的潛在問(wèn)題。如一個(gè)示例，CRV的退化可由于CRV的具體組件的退化。例如，CRV的節(jié)氣門(mén)可被卡住和/或CRV的位置傳感器可退化。因此，基于位置傳感器不記錄位置變化的退化的指示可作為一個(gè)整體用于CRV，且可能無(wú)法識(shí)別具體組件退化。進(jìn)一步地，通過(guò)監(jiān)測(cè)如US7，926，335中所示的充氣壓力的變化，可檢測(cè)CRV節(jié)氣門(mén)的退化，而不可具體地診斷CRV的位置傳感器的退化。因此，US 7，926，335主要檢測(cè)在打開(kāi)或多半打開(kāi)的位置中被卡住的CRV。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)示例中，一些上述問(wèn)題可通過(guò)一種用于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的方法解決，所述方法包括基于每個(gè)節(jié)氣門(mén)入口壓力和壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV)的節(jié)氣門(mén)的命令位置來(lái)區(qū)分CRV的節(jié)氣門(mén)和CRV的位置傳感器的退化。因此，可識(shí)別組件具體退化。
[0006]例如，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)具有將壓縮機(jī)出口耦接到壓縮機(jī)入口的壓縮機(jī)再循環(huán)通道。在可替換的實(shí)施例中，再循環(huán)路徑可將增壓空氣冷卻器的出口耦接到壓縮機(jī)入口。可經(jīng)由壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV)控制經(jīng)過(guò)再循環(huán)路徑的流。CRV可為連續(xù)可變壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CCRV)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可經(jīng)配置以基于經(jīng)過(guò)進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)的氣流變化調(diào)整CRV的位置以便減少壓縮機(jī)喘振。進(jìn)一步地，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可從CRV的位置傳感器接收信號(hào)從而確認(rèn)CRV(尤其是CRV的節(jié)氣門(mén))的調(diào)整的位置。此外，安置在進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)上游和壓縮機(jī)下游的節(jié)氣門(mén)入口壓力傳感器可將節(jié)氣門(mén)入口壓力(TIP)的變化傳達(dá)到控制器。因此，控制器可命令CRV的位置變化、從CRV的位置傳感器接收反饋以確認(rèn)位置變化，并從TIP傳感器接收產(chǎn)生的TIP變化的指示。如果響應(yīng)于命令的位置變化的位置傳感器指示的CRV的位置缺少變化，但是觀(guān)察到TIP的預(yù)期變化，位置傳感器可被診斷為退化?？商鎿Q地，如果響應(yīng)于命令的位置變化的位置傳感器指示CRV的位置缺少變化，且沒(méi)有觀(guān)察到TIP的預(yù)期變化，CRV的節(jié)氣門(mén)可被診斷為退化。
[0007]這樣，CRV節(jié)氣門(mén)的退化和CRV位置傳感器的退化之間的區(qū)別可完成。通過(guò)識(shí)別退化的CRV的具體組件，可進(jìn)行比較準(zhǔn)確的補(bǔ)救動(dòng)作。正因如此，通過(guò)識(shí)別CRV中具體退化的組件還可降低維修成本。進(jìn)一步地，通過(guò)簡(jiǎn)單監(jiān)測(cè)響應(yīng)于控制器對(duì)CRV的命令的TIP和CRV中的位置傳感器的輸出，確定具體組件退化可很容易實(shí)現(xiàn)。因此，可不需要額外的傳感器?？傊诓辉黾映杀镜那闆r下可實(shí)現(xiàn)CRV中的退化的更準(zhǔn)確的確定。
[0008]應(yīng)該理解，提供以上概述是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍由隨附的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開(kāi)的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1描述包括壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示例實(shí)施例。
[0010]圖2描述圖示說(shuō)明確定CRV是否出現(xiàn)退化的程序的高級(jí)流程圖。
[0011]圖3示出高級(jí)流程圖，其圖示說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)操作過(guò)程中區(qū)分CRV的節(jié)氣門(mén)的退化和CRV的位置傳感器的退化的程序。
[0012]圖4呈現(xiàn)高級(jí)流程圖，其比較響應(yīng)于確定的CRV的節(jié)氣門(mén)的退化的示例校正調(diào)整和響應(yīng)于確定的CRV的位置傳感器的退化的校正調(diào)整。
[0013]圖5是圖示說(shuō)明程序的高級(jí)流程圖，所述程序可經(jīng)由操作員輸入實(shí)施以確定CRV退化是因?yàn)镃RV的位置傳感器還是因?yàn)镃RV的節(jié)氣門(mén)的退化。
[0014]圖6描述高級(jí)流程圖，其用于確立CRV的退化，同時(shí)降低可影響節(jié)氣門(mén)入口壓力的噪聲因素。
[0015]圖7展示用于區(qū)分CRV的位置傳感器的退化和CRV的節(jié)氣門(mén)的退化的示例操作。
[0016]圖8描述用于基于節(jié)氣門(mén)入口壓力(TIP)診斷CRV節(jié)氣門(mén)，同時(shí)減少來(lái)自可影響TIP讀數(shù)的其它因素的噪聲的示例操作。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面的描述涉及用于診斷增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如圖1的系統(tǒng))中的壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV)的退化的系統(tǒng)和方法?？刂破骺山?jīng)配置以執(zhí)行控制程序，諸如圖2的程序，以確定CRV是否退化。正因如此，CRV可包括節(jié)氣門(mén)，該節(jié)氣門(mén)的位置可基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀況由控制器調(diào)整。CRV還可包括位置傳感器，其用于確認(rèn)響應(yīng)于控制器的命令的CRV的節(jié)氣門(mén)的位置變化。在發(fā)動(dòng)機(jī)操作過(guò)程中，控制器可通過(guò)執(zhí)行控制程序(諸如圖3的程序)區(qū)分CRV的節(jié)氣門(mén)的退化和CRV的位置傳感器的退化?；诠?jié)氣門(mén)入口壓力和CRV的節(jié)氣門(mén)的命令位置中的每個(gè)，CRV的節(jié)氣門(mén)的退化可與CRV的位置傳感器的退化區(qū)分。此外，響應(yīng)CRV的節(jié)氣門(mén)的命令位置的位置傳感器的輸出可用于區(qū)分節(jié)氣門(mén)的退化和CRV的位置傳感器的退化(圖7)。響應(yīng)于確定CRV退化，各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和致動(dòng)器可經(jīng)調(diào)整以啟用所需的發(fā)動(dòng)機(jī)操作(圖4)。位置傳感器或CRV的節(jié)氣門(mén)的退化的額外確認(rèn)可通過(guò)經(jīng)由操作員輸入激活諸如圖5所示的程序提供。更進(jìn)一步地，控制器可經(jīng)配置以執(zhí)行控制程序，諸如圖6中的程序，以確保節(jié)氣門(mén)入口壓力的變化是由于CRV位置的調(diào)整所致。具體地，CRV節(jié)氣門(mén)的退化可通過(guò)命令周期信號(hào)到CRV并觀(guān)察節(jié)氣門(mén)入口壓力的變化確定(圖8)。這樣，CRV節(jié)氣門(mén)的退化可與CRV的位置傳感器的退化分離，且可提高CRV維修。
[0018]圖1示出示例渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的示意圖描述，所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10和雙渦輪增壓器120和130。如一個(gè)非限制性示例，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100能夠作為用于客車(chē)的推進(jìn)系統(tǒng)的部分被包括。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100能夠經(jīng)由進(jìn)氣通道140接收進(jìn)氣空氣。進(jìn)氣通道140能夠包括空氣過(guò)濾器156。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可為分開(kāi)式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(split-engine system)，其中進(jìn)氣通道140在空氣過(guò)濾器156的下游被分支為第一分支和第二分支進(jìn)氣通道，每個(gè)進(jìn)氣通道包括渦輪增壓器壓縮機(jī)。在產(chǎn)生的配置中，至少一部分進(jìn)氣空氣經(jīng)由第一分支進(jìn)氣通道142被引導(dǎo)到渦輪增壓器120的壓縮機(jī)122，且至少另一部分進(jìn)氣空氣經(jīng)由進(jìn)氣通道140的第二分支進(jìn)氣通道144被引導(dǎo)到渦輪增壓器130的壓縮機(jī)132。
[0019]通過(guò)壓縮機(jī)122壓縮的總進(jìn)氣空氣的第一部分可經(jīng)由第一平行分支進(jìn)氣通道146供應(yīng)到進(jìn)氣歧管160。這樣，進(jìn)氣通道142和146形成發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)氣系統(tǒng)的第一組合分支。類(lèi)似地，總進(jìn)氣空氣的第二部分能夠經(jīng)由壓縮機(jī)132壓縮且可經(jīng)由第二平行分支進(jìn)氣通道148供應(yīng)到進(jìn)氣歧管160。因此，進(jìn)氣通道144和148形成發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)氣系統(tǒng)的第二組合分支。如圖1所示，來(lái)自進(jìn)氣通道146和148的進(jìn)氣空氣在到達(dá)進(jìn)氣歧管160之前可經(jīng)由共同的進(jìn)氣通道149重新結(jié)合，在所述進(jìn)氣歧管160中進(jìn)氣空氣可提供到發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0020]在一些示例中，進(jìn)氣歧管160可包括用于估計(jì)歧管壓力(MAP)的進(jìn)氣歧管壓力傳感器182和/或用于估計(jì)歧管空氣溫度(MCT)的進(jìn)氣歧管溫度傳感器183，這些傳感器中的每個(gè)與控制器12連通。共同的進(jìn)氣通道149可包括增壓空氣冷卻器154和進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)158。進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)158的位置能夠經(jīng)由連通地耦接到控制器12的節(jié)氣門(mén)致動(dòng)器(未示出)調(diào)整。在進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)158上游以及空氣冷卻器154下游的位置處，節(jié)氣門(mén)入口壓力(TIP)傳感器173可耦接到共同的進(jìn)氣通道149。進(jìn)一步地，TIP傳感器173可安置在壓縮機(jī)122和132的下游。也稱(chēng)為增壓壓力或充氣壓力的節(jié)氣門(mén)入口壓力可通過(guò)TIP傳感器173估計(jì)。
[0021]壓縮機(jī)再循環(huán)通道150可經(jīng)提供以用于壓縮機(jī)喘振控制。具體地，為了減少壓縮機(jī)喘振，諸如在駕駛員減油門(mén)時(shí)，增壓壓力可從進(jìn)氣歧管、從空氣冷卻器154的下游和進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)158的上游向進(jìn)氣通道140(具體地，空氣過(guò)濾器156的下游和進(jìn)氣通道142和144的接合點(diǎn)的上游)栗送。通過(guò)使增壓的空氣從進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)入口的上游流到壓縮機(jī)入口的上游，可迅速降低增壓壓力，從而加快增壓控制。
[0022]經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)再循環(huán)通道150的流可通過(guò)調(diào)整安置其中的壓縮機(jī)再循環(huán)閥152(CRV152)的位置調(diào)節(jié)。CRV 152也可叫做壓縮機(jī)喘振閥、壓縮機(jī)旁通閥(CBV)、分流閥等。在描述的示例中，壓縮機(jī)再循環(huán)閥152可為連續(xù)可變閥，其位置能夠調(diào)整到完全打開(kāi)的位置、完全閉合的位置，或其間的任何位置。因此，壓縮機(jī)再循環(huán)閥152此處也可稱(chēng)為連續(xù)可變壓縮機(jī)再循環(huán)閥或CCRV。在描述的示例中，CCRV 152被配置為節(jié)氣門(mén)閥，雖然在其它實(shí)施例中，CCRV可被不同地配置(例如，為提升閥)。因此，CCRV 152可包括節(jié)氣門(mén)(例如，節(jié)流板)以及用于將CCRV的節(jié)氣門(mén)的位置變化傳達(dá)到控制器12的位置傳感器。用于CCRV(或僅CRV)的節(jié)氣門(mén)的位置傳感器也可稱(chēng)為節(jié)氣門(mén)位置傳感器(TPS)或CCRV節(jié)氣門(mén)位置傳感器。應(yīng)該理解，雖然CCRV被示出經(jīng)配置以用于圖1中的V-6雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，CCRV可類(lèi)似地應(yīng)用在其它發(fā)動(dòng)機(jī)配置中，諸如應(yīng)用到1-3、I_4、V-8和帶有一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器的其它發(fā)動(dòng)機(jī)配置。
[0023]在可替換的配置中，壓縮機(jī)再循環(huán)通道可經(jīng)安置，使得壓縮空氣從空氣冷卻器154的上游流到壓縮機(jī)122和132下游的位置。在另一個(gè)配置中，可有兩個(gè)再循環(huán)路徑，每個(gè)帶有再循環(huán)閥，每個(gè)經(jīng)安置使得增壓空氣從壓縮機(jī)出口行進(jìn)到壓縮機(jī)入口。應(yīng)該理解，這里所描述的方法可應(yīng)用到不是連續(xù)可變的壓縮機(jī)再循環(huán)閥。
[0024]在標(biāo)稱(chēng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況過(guò)程中，連續(xù)可變壓縮機(jī)再循環(huán)閥152可保持標(biāo)稱(chēng)閉合或幾近閉合。在這種位置中，閥可以用已知的或可以忽略的泄露操作。然后，響應(yīng)于喘振，CCRV 152的開(kāi)度可增加。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器可在壓縮機(jī)再循環(huán)通道150中耦接以確定從節(jié)氣門(mén)入口傳送到進(jìn)氣通道的再循環(huán)流的質(zhì)量。各種傳感器可包括，例如，壓力傳感