用于壓縮機再循環(huán)閥的診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及用于診斷壓縮機閥退化的方法，所述壓縮機閥耦接進氣壓縮機的兩側(cè)，所述進氣壓縮機被包括在內(nèi)燃發(fā)動機中。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機系統(tǒng)可配置有增壓設(shè)備，諸如渦輪增壓器或機械增壓器，以用于提供增壓的空氣充氣并改善峰值功率輸出。壓縮機的使用允許較小排量的發(fā)動機提供與較大排量發(fā)動機一樣多的功率，但有額外的燃料經(jīng)濟效益。然而，壓縮機易喘振。例如，當操作員減油門(tip-out)時，發(fā)動機進氣節(jié)氣門關(guān)閉，從而導(dǎo)致減少的經(jīng)過壓縮機的向前流量，以及喘振的可能性。喘振可導(dǎo)致噪聲、振動，和不舒適性(NVH)問題，諸如來自發(fā)動機進氣系統(tǒng)的不期望的噪聲。在極端情況下，喘振可導(dǎo)致壓縮機損壞。為了解決壓縮機喘振，發(fā)動機系統(tǒng)可包括壓縮機再循環(huán)閥(CRV)，其耦接在壓縮機的兩側(cè)以使增壓壓力迅速衰減。CRV可使壓縮空氣從壓縮機出口再循環(huán)到壓縮機入口，從而允許壓縮機出口處的壓力的降低。
[0003]CRV可包括節(jié)氣門和用于指示CRV的節(jié)氣門的位置變化的位置傳感器。當響應(yīng)于改變節(jié)氣門位置的命令的位置傳感器不記錄節(jié)氣門的位置變化時，可診斷CRV的退化。例如，CRV的節(jié)氣門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CRV被觸發(fā)到閉合位置時，如果進氣壓縮機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的位置中被卡住。
[0004]發(fā)明人在此已經(jīng)意識到上述方法的潛在問題。如一個示例，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整體用于CRV，且可能無法識別具體組件退化。進一步地，通過監(jiān)測如US7，926，335中所示的充氣壓力的變化，可檢測CRV節(jié)氣門的退化，而不可具體地診斷CRV的位置傳感器的退化。因此，US 7，926，335主要檢測在打開或多半打開的位置中被卡住的CRV。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個示例中，一些上述問題可通過一種用于增壓發(fā)動機的方法解決，所述方法包括基于每個節(jié)氣門入口壓力和壓縮機再循環(huán)閥(CRV)的節(jié)氣門的命令位置來區(qū)分CRV的節(jié)氣門和CRV的位置傳感器的退化。因此，可識別組件具體退化。
[0006]例如，發(fā)動機系統(tǒng)可包括壓縮機，該壓縮機具有將壓縮機出口耦接到壓縮機入口的壓縮機再循環(huán)通道。在可替換的實施例中，再循環(huán)路徑可將增壓空氣冷卻器的出口耦接到壓縮機入口?？山?jīng)由壓縮機再循環(huán)閥(CRV)控制經(jīng)過再循環(huán)路徑的流。CRV可為連續(xù)可變壓縮機再循環(huán)閥(CCRV)。發(fā)動機控制器可經(jīng)配置以基于經(jīng)過進氣節(jié)氣門的氣流變化調(diào)整CRV的位置以便減少壓縮機喘振。進一步地，發(fā)動機控制器可從CRV的位置傳感器接收信號從而確認CRV(尤其是CRV的節(jié)氣門)的調(diào)整的位置。此外，安置在進氣節(jié)氣門上游和壓縮機下游的節(jié)氣門入口壓力傳感器可將節(jié)氣門入口壓力(TIP)的變化傳達到控制器。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，但是觀察到TIP的預(yù)期變化，位置傳感器可被診斷為退化。可替換地，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，且沒有觀察到TIP的預(yù)期變化，CRV的節(jié)氣門可被診斷為退化。
[0007]這樣，CRV節(jié)氣門的退化和CRV位置傳感器的退化之間的區(qū)別可完成。通過識別退化的CRV的具體組件，可進行比較準確的補救動作。正因如此，通過識別CRV中具體退化的組件還可降低維修成本。進一步地，通過簡單監(jiān)測響應(yīng)于控制器對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現(xiàn)。因此，可不需要額外的傳感器?？傊?，在不增加成本的情況下可實現(xiàn)CRV中的退化的更準確的確定。
[0008]應(yīng)該理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍由隨附的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0009]圖1描述包括壓縮機再循環(huán)閥(CRV)的增壓發(fā)動機系統(tǒng)的示例實施例。
[0010]圖2描述圖示說明確定CRV是否出現(xiàn)退化的程序的高級流程圖。
[0011]圖3示出高級流程圖，其圖示說明發(fā)動機操作過程中區(qū)分CRV的節(jié)氣門的退化和CRV的位置傳感器的退化的程序。
[0012]圖4呈現(xiàn)高級流程圖，其比較響應(yīng)于確定的CRV的節(jié)氣門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是圖示說明程序的高級流程圖，所述程序可經(jīng)由操作員輸入實施以確定CRV退化是因為CRV的位置傳感器還是因為CRV的節(jié)氣門的退化。
[0014]圖6描述高級流程圖，其用于確立CRV的退化，同時降低可影響節(jié)氣門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)氣門的退化的示例操作。
[0016]圖8描述用于基于節(jié)氣門入口壓力(TIP)診斷CRV節(jié)氣門，同時減少來自可影響TIP讀數(shù)的其它因素的噪聲的示例操作。
【具體實施方式】
[0017]下面的描述涉及用于診斷增壓發(fā)動機系統(tǒng)(諸如圖1的系統(tǒng))中的壓縮機再循環(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，該節(jié)氣門的位置可基于發(fā)動機狀況由控制器調(diào)整。CRV還可包括位置傳感器，其用于確認響應(yīng)于控制器的命令的CRV的節(jié)氣門的位置變化。在發(fā)動機操作過程中，控制器可通過執(zhí)行控制程序(諸如圖3的程序)區(qū)分CRV的節(jié)氣門的退化和CRV的位置傳感器的退化。基于節(jié)氣門入口壓力和CRV的節(jié)氣門的命令位置中的每個，CRV的節(jié)氣門的退化可與CRV的位置傳感器的退化區(qū)分。此外，響應(yīng)CRV的節(jié)氣門的命令位置的位置傳感器的輸出可用于區(qū)分節(jié)氣門的退化和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)動機參數(shù)和致動器可經(jīng)調(diào)整以啟用所需的發(fā)動機操作(圖4)。位置傳感器或CRV的節(jié)氣門的退化的額外確認可通過經(jīng)由操作員輸入激活諸如圖5所示的程序提供。更進一步地，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)氣門的退化可通過命令周期信號到CRV并觀察節(jié)氣門入口壓力的變化確定(圖8)。這樣，CRV節(jié)氣門的退化可與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)動機系統(tǒng)100的示意圖描述，所述發(fā)動機系統(tǒng)100包括多缸內(nèi)燃發(fā)動機10和雙渦輪增壓器120和130。如一個非限制性示例，發(fā)動機系統(tǒng)100能夠作為用于客車的推進系統(tǒng)的部分被包括。發(fā)動機系統(tǒng)100能夠經(jīng)由進氣通道140接收進氣空氣。進氣通道140能夠包括空氣過濾器156。發(fā)動機系統(tǒng)100可為分開式發(fā)動機系統(tǒng)(split-engine system)，其中進氣通道140在空氣過濾器156的下游被分支為第一分支和第二分支進氣通道，每個進氣通道包括渦輪增壓器壓縮機。在產(chǎn)生的配置中，至少一部分進氣空氣經(jīng)由第一分支進氣通道142被引導(dǎo)到渦輪增壓器120的壓縮機122，且至少另一部分進氣空氣經(jīng)由進氣通道140的第二分支進氣通道144被引導(dǎo)到渦輪增壓器130的壓縮機132。
[0019]通過壓縮機122壓縮的總進氣空氣的第一部分可經(jīng)由第一平行分支進氣通道146供應(yīng)到進氣歧管160。這樣，進氣通道142和146形成發(fā)動機的空氣進氣系統(tǒng)的第一組合分支。類似地，總進氣空氣的第二部分能夠經(jīng)由壓縮機132壓縮且可經(jīng)由第二平行分支進氣通道148供應(yīng)到進氣歧管160。因此，進氣通道144和148形成發(fā)動機的空氣進氣系統(tǒng)的第二組合分支。如圖1所示，來自進氣通道146和148的進氣空氣在到達進氣歧管160之前可經(jīng)由共同的進氣通道149重新結(jié)合，在所述進氣歧管160中進氣空氣可提供到發(fā)動機。
[0020]在一些示例中，進氣歧管160可包括用于估計歧管壓力(MAP)的進氣歧管壓力傳感器182和/或用于估計歧管空氣溫度(MCT)的進氣歧管溫度傳感器183，這些傳感器中的每個與控制器12連通。共同的進氣通道149可包括增壓空氣冷卻器154和進氣節(jié)氣門158。進氣節(jié)氣門158的位置能夠經(jīng)由連通地耦接到控制器12的節(jié)氣門致動器(未示出)調(diào)整。在進氣節(jié)氣門158上游以及空氣冷卻器154下游的位置處，節(jié)氣門入口壓力(TIP)傳感器173可耦接到共同的進氣通道149。進一步地，TIP傳感器173可安置在壓縮機122和132的下游。也稱為增壓壓力或充氣壓力的節(jié)氣門入口壓力可通過TIP傳感器173估計。
[0021]壓縮機再循環(huán)通道150可經(jīng)提供以用于壓縮機喘振控制。具體地，為了減少壓縮機喘振，諸如在駕駛員減油門時，增壓壓力可從進氣歧管、從空氣冷卻器154的下游和進氣節(jié)氣門158的上游向進氣通道140(具體地，空氣過濾器156的下游和進氣通道142和144的接合點的上游)栗送。通過使增壓的空氣從進氣節(jié)氣門入口的上游流到壓縮機入口的上游，可迅速降低增壓壓力，從而加快增壓控制。
[0022]經(jīng)過壓縮機再循環(huán)通道150的流可通過調(diào)整安置其中的壓縮機再循環(huán)閥152(CRV152)的位置調(diào)節(jié)。CRV 152也可叫做壓縮機喘振閥、壓縮機旁通閥(CBV)、分流閥等。在描述的示例中，壓縮機再循環(huán)閥152可為連續(xù)可變閥，其位置能夠調(diào)整到完全打開的位置、完全閉合的位置，或其間的任何位置。因此，壓縮機再循環(huán)閥152此處也可稱為連續(xù)可變壓縮機再循環(huán)閥或CCRV。在描述的示例中，CCRV 152被配置為節(jié)氣門閥，雖然在其它實施例中，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(例如，節(jié)流板)以及用于將CCRV的節(jié)氣門的位置變化傳達到控制器12的位置傳感器。用于CCRV(或僅CRV)的節(jié)氣門的位置傳感器也可稱為節(jié)氣門位置傳感器(TPS)或CCRV節(jié)氣門位置傳感器。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)動機，CCRV可類似地應(yīng)用在其它發(fā)動機配置中，諸如應(yīng)用到1-3、I_4、V-8和帶有一個或多個渦輪增壓器的其它發(fā)動機配置。
[0023]在可替換的配置中，壓縮機再循環(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122和132下游的位置。在另一個配置中，可有兩個再循環(huán)路徑，每個帶有再循環(huán)閥，每個經(jīng)安置使得增壓空氣從壓縮機出口行進到壓縮機入口。應(yīng)該理解，這里所描述的方法可應(yīng)用到不是連續(xù)可變的壓縮機再循環(huán)閥。
[0024]在標稱發(fā)動機工況過程中，連續(xù)可變壓縮機再循環(huán)閥152可保持標稱閉合或幾近閉合。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的開度可增加。在一些實施例中，一個或多個傳感器可在壓縮機再循環(huán)通道150中耦接以確定從節(jié)氣門入口傳送到進氣通道的再循環(huán)流的質(zhì)量。各種傳感器可包括，例如，壓力傳感