用于壓縮機(jī)再循環(huán)閥的診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及用于診斷壓縮機(jī)再循環(huán)閥中的節(jié)氣門退化的方法，所述壓縮機(jī)再循環(huán)閥耦接在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)中的進(jìn)氣壓縮機(jī)的兩側(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(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)動機(jī)提供與較大排量發(fā)動機(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(tip-out)時，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣節(jié)氣門關(guān)閉，從而導(dǎo)致減少的經(jīng)過壓縮機(jī)的向前流量，以及喘振的可能性。喘振可導(dǎo)致噪聲、振動，和不舒適性(NVH)問題，諸如來自發(fā)動機(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)氣門和用于指示CRV的節(jié)氣門的位置變化的位置傳感器。如此，CRV在使用一段時間后可退化。例如，CRV的節(jié)氣門可在給定位置處被卡住且當(dāng)被命令時不可移動。在一個示例中，節(jié)氣門可在完全打開的位置中被卡住?？商鎿Q地，節(jié)氣門可在完全閉合的位置中被卡住。然而在另一個示例中，節(jié)氣門可在完全閉合和完全打開位置之間的位置處被卡住。Wegener等人在US7，926，335中示出證實(shí)CRV是否在打開的位置中被卡住的一種示例方法。在此，分析響應(yīng)于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，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的位置中被卡住。US7，926，335主要識別在打開或多半打開的位置中被卡住的CRV。
[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，充氣壓力的變化可由于除CRV節(jié)氣門的位置變化之外的因數(shù)。例如，由于踏板位置(例如，加速踏板)的改變、檔位的變化、火花正時變化等，充氣壓力可波動。來自這些和其它參數(shù)的噪聲可影響充氣壓力。因此，響應(yīng)CRV的觸發(fā)的充氣壓力的變化不能夠完全歸因于CRV位置的變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明人在此已經(jīng)意識到上述問題，并研發(fā)出一種至少部分解決該問題的方法。在一個示例中，一種用于增壓發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)的方法包括命令周期信號命令到壓縮機(jī)旁通閥(CBV)，且基于響應(yīng)于周期信號命令的進(jìn)氣節(jié)氣門的入口處的壓力變化，指示CBV的節(jié)氣門的退化。這樣，可具體識別CRV節(jié)氣門退化。
[0006]例如，發(fā)動機(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?？山?jīng)由壓縮機(jī)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(jī)再循環(huán)閥(CCRV)。發(fā)動機(jī)控制器可經(jīng)配置以基于經(jīng)過進(jìn)氣節(jié)氣門的氣流變化調(diào)整CRV的位置以便減少壓縮機(jī)喘振。進(jìn)一步地，發(fā)動機(jī)控制器可從被安置在進(jìn)氣節(jié)氣門上游和壓縮機(jī)下游的節(jié)氣門入口壓力傳感器接收關(guān)于節(jié)氣門入口壓力(TIP)的變化的反饋。為了確定CRV是否退化(例如，在給定位置中被卡住)，響應(yīng)于CRV的位置的命令變化，TIP可被測量。為了確保噪聲因素最小影響TIP讀數(shù)，命令可包括周期信號。在一個示例中，周期信號可為方波形信號。如果TIP的變化基本對應(yīng)于命令周期信號的周期性，則CRV可不是退化(例如，沒有被卡住)。然而，如果TIP的變化基本不匹配命令的周期信號的周期圖形，CRV可被診斷為退化。
[0007]這樣，CRV退化可以更可靠的方式確定。通過命令帶有具體周期性的周期信號，噪聲因素對節(jié)氣門入口壓力(或充氣壓力)的影響可降低。進(jìn)一步地，可實(shí)現(xiàn)CRV的退化的更準(zhǔn)確的確定，尤其是CRV節(jié)氣門的退化。更進(jìn)一步地，通過分離CRV的具體組件的退化，診斷和維修費(fèi)用可降低。總之，發(fā)動機(jī)的維修可提高。
[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(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的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說明】
[0009]圖1描述包括壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV)的增壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示例實(shí)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(jī)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(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(shí)施方式】
[0017]下面的描述涉及用于診斷增壓發(fā)動機(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，該節(jié)氣門的位置可基于發(fā)動機(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)氣門的位置變化。在發(fā)動機(jī)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?；诠?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(jī)參數(shù)和致動器可經(jīng)調(diào)整以啟用所需的發(fā)動機(jī)操作(圖4)。位置傳感器或CRV的節(jié)氣門的退化的額外確認(rèn)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(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(jī)系統(tǒng)100的示意圖描述，所述發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100包括多缸內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10和雙渦輪增壓器120和130。如一個非限制性示例，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100能夠作為用于客車的推進(jìn)系統(tǒng)的部分被包括。發(fā)動機(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能夠包括空氣過濾器156。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可為分開式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)(split-engine system)，其中進(jìn)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(jìn)氣通道，每個進(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)動機(jī)的空氣進(jìn)氣系統(tǒng)的第一組合分支。類似地，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)動機(jī)的空氣進(jìn)氣系統(tǒng)的第二組合分支。如圖1所示，來自進(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)動機(jī)。
[0020]在一些示例中，進(jìn)氣歧管160可包括用于估計歧管壓力(MAP)的進(jìn)氣歧管壓力傳感器182和/或用于估計歧管空氣溫度(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158。進(jìn)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(jìn)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(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(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時，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158的上游向進(jìn)氣通道140(具體地，空氣過濾器156的下游和進(jìn)氣通道142和144的接合點(diǎn)的上游)栗送。通過使增壓的空氣從進(jìn)氣節(jié)氣門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)過壓縮機(jī)再循環(huán)通道150的流可通過調(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(例如，節(jié)流板)以及用于將CCRV的節(jié)氣門的位置變化傳達(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(jī)，CCRV可類似地應(yīng)用在其它發(fā)動機(jī)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(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(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)稱發(fā)動機(jī)工況過程中，連續(xù)可變壓縮機(jī)再循環(huán)閥152可保持標(biāo)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(shí)施例中，一個或多個傳感器可在壓縮機(jī)再循環(huán)通道150中耦接以確定從節(jié)氣門入口傳送到進(jìn)氣通道的再循環(huán)流的質(zhì)量。各種傳