[发明专利]可变入口压缩机诊断

说明书

本公开提供了“可变入口压缩机诊断”。提供了用于诊断联接在电动涡轮增压器中的可变入口压缩机的致动器的方法和系统。在扭矩转变期间，观察到电动增压辅助马达的电力消耗并将其用于推断实际压缩机转速和压缩机两端的压力比。通过将所测量的压力比与压缩机性能图进行比较，可以确定所述致动器是处于常开故障还是常闭故障。

技术领域

本说明书总体上涉及用于诊断联接到车辆发动机的可变入口压缩机以减少喘振的方法和系统。

背景技术

迫使额外的空气进入发动机使得涡轮增压器能够增加发动机扭矩和功率输出密度。涡轮增压器可以包括通过使排气膨胀驱动的涡轮，所述涡轮经由驱动轴联接到压缩机。压缩机可以流体地联接到发动机中的进气歧管，所述进气歧管连接到多个发动机气缸。源自一个或多个发动机气缸的排气流可以被引导到涡轮，从而驱动涡轮围绕固定轴线旋转。涡轮的旋转驱动压缩机的叶轮(例如，轮)的旋转，这将空气压缩到进气歧管中以基于发动机工况增加增压压力。

压缩机效率影响整体发动机性能和燃料消耗。例如，对于稳态发动机操作和瞬态发动机操作两者，较低压缩机效率可能造成缓慢发动机瞬态响应以及较高燃料消耗。在较轻的发动机负载下，当压缩机效率降低时，在踩加速器踏板期间可能导致涡轮增压器迟滞增加。另外，轻负载操作可能导致压缩机效率较低，并且压缩机喘振极限可能限制低发动机转速下的增压压力上升。

已经开发出各种方法来改善涡轮增压器效率。作为一个示例，可以经由电动增压辅助马达将电动辅助提供给涡轮增压器。马达可以联接到涡轮增压器轴，并且可以被配置为向轴增加正扭矩以在踩加速器踏板期间增加压缩机转速，由此减少涡轮迟滞。在松加速器踏板期间，当需要快速降低压缩机转速时，马达可以充当发电机并从轴上消耗扭矩为电池充电。

作为另一个示例，压缩机或涡轮可以被配置为具有可变几何形状。Ahmad等人在US6,637,205中示出了可变几何涡轮增压器的一个示例。其中，空气动力学形状的叶片的环可以控制通过涡轮的排气流。Hodder在U.S.2010/0172745中示出了另一种示例性方法。其中，压缩机被配置有可调节入口导向叶片。其他方法可以包括涡轮增压器的主动式外壳处理和罩壳。例如，Sun等人在US 2014/0377051中公开了带有阻塞槽(choke slot)的可致动环形盘，所述阻塞槽的对准会改变以改变吸入压缩机的空气量。

然而，本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。无论它们的配置和设计如何，都可能需要定期并可靠地诊断此类可变入口压缩机以避免喘振。具体地，当限制涡轮增压器的压缩机的入口时，通过涡轮增压器的空气质量减少。这允许改变喘振余量以允许在较低的质量空气流量下获得更大的压力比。然而，如果能够限制压缩机入口的致动器处于常闭故障，则发动机的高端性能将下降。另外，由于超速，压缩机可能会导致潜在劣化。涡轮增压器总成的潜在损坏可能会导致发动机性能劣化和保修问题。

发明内容

在一个示例中，可以通过一种用于发动机的方法来解决上述问题，所述方法包括：在命令改变联接到电动涡轮增压器的可变入口压缩机的致动器的位置之后，基于所述涡轮增压器的电动增压辅助马达的电力使用量来指示所述致动器的劣化。通过这种方式，可变入口压缩机装置可以被可靠地诊断并且及时维修以避免潜在的涡轮增压器劣化。