CN105673472B - 实时压缩机喘振线自适应的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及实时压缩机喘振线自适应的方法和系统。提供用于实时自适应压缩机喘振线的方法和系统。在一个示例中,方法包括响应于喘振事件的次数大于喘振事件的阈值次数,延迟喘振线,并且响应于并不导致喘振的主动松开加速器踏板事件的次数大于松开加速器踏板事件的阈值次数,将喘振线提前。

Description

实时压缩机喘振线自适应的方法和系统
技术领域
本说明大体涉及用于校准压缩机映射图上的喘振线的方法和系统。
背景技术
发动机系统可配置有增压装置,诸如涡轮增压器或机械增压器,用于提供增压的空气充气和改善的峰值功率输出。压缩机的使用允许较小排量的发动机提供与较大排量的发动机一样大的功率,但是具有附加的燃料经济性益处。然而,当压缩机在低气流和/或高压力比状况下操作时,压缩机易于发生喘振。例如,当操作者松开加速器踏板时,发动机进气节气门闭合,从而导致通过压缩机的前向流减小和发生喘振的可能性。喘振能够导致噪音、振动和不平顺性(NVH)问题,诸如来自发动机进气系统的不期望的噪音。在极端情况下,喘振可导致压缩机损坏。
可导致压缩机喘振的压缩机操作点通过喘振线在压缩机映射图上表明。例如,发动机控制器可确定,当随后压缩机操作点在喘振线的左侧时,压缩机正在喘振状况下操作。目前,发动机系统利用交通工具制造商提供的校准的喘振线,以便确定喘振状况并且设定控制动作(以便例如通过调节联接在压缩机两侧的压缩机再循环阀(CRV)来增加压缩机流量并且减小出口压力)用于喘振缓解。
然而,发明人在此已经认识到使用此方法的潜在问题。例如,校准的喘振线未考虑部件间的可变性和老化,这可对喘振线的位置具有显著影响。进一步地,环境状况(诸如温度)可影响喘振线位置。更进一步地,制造商校准的喘振线可被适当地校准以避免大部分应用的喘振。因此,可用的压缩机映射图区域可被减少,并且因此可牺牲驾驶性能。
发明内容
在一个示例中,以上问题中的一些可通过一种用于包括压缩机的发动机的方法至少部分得到解决,该方法包括:基于位于压缩机下游的节气门入口压力传感器的频率含量检测压缩机的喘振事件;以及基于在喘振事件期间的压缩机压力比和修正的压缩机流量,自适应储存在发动机的控制器中的压缩机映射图(compressor map)的喘振线。通过基于压缩机的操作点调整喘振线,包括对环境状况自适应的在当前交通工具工况下的喘振行为可被获悉。
作为示例,基于来自位于压缩机下游的节气门入口压力传感器的信号的频率和/或振幅,可在一个或多个驾驶循环期间实时获悉压缩机映射图上的喘振线的自适应。例如,响应于当压缩机正在压缩机映射图的非喘振区域(喘振线右侧的区域)中操作时检测到喘振(基于TIP传感器信号),可延迟喘振线。进一步地,响应于在压缩机映射图上的预期喘振工况期间未检测到喘振(基于TIP传感器信号),可将喘振线提前。例如,在松开加速器踏板大于阈值导致压缩机在压缩机映射图的喘振区域(喘振线左侧的区域)中操作并且未检测到喘振(基于TIP传感器信号)期间,可将喘振线提前。
这样,基于压缩机操作点和在交通工具工况期间的喘振事件的检测,可实时自适应喘振线。通过实时自适应喘振线,喘振线的更准确的校准可以是可能的。因此,可更准确地执行喘振缓解/避免动作,从而改善驾驶性能和燃料经济性。
应该清楚,提供上述发明内容是为以简化形式引入所选概念,所选概念将在具体实施方式中被进一步描述。这并非意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征,所述要求保护的范围由随附权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1描绘包括压缩机再循环阀(CRV)的增压发动机系统的示例实施例。
图2示出说明用于调整压缩机映射图上的喘振线的示例流程的高级流程图。
图3示出说明喘振线自适应的方框图。
图4示出用于基于喘振线自适应识别CRV故障的高级流程图。
图5示出描绘适应的喘振线的示例压缩机映射图。
图6示出说明喘振线的示例初始调整的高级流程图。
具体实施方式
以下描述涉及用于获悉被包括在增压发动机系统(诸如图1的系统)中的压缩机的喘振行为的系统和方法。控制器可经配置执行控制例程,诸如图6的流程,以执行初始喘振线调整。进一步地,控制器可执行图2的例程和图3的机制以实时获悉压缩机的喘振线的自适应。更进一步地,控制器可执行图4的例程以便基于适应的喘振线检测CRV或压缩机再循环通道中的故障。图5处示出示例喘振线自适应。
图1示出示例涡轮增压发动机系统100的示意性描述,系统100包括多汽缸内燃发动机10和双涡轮增压发动机120和130。作为一个非限制性示例,发动机系统100能够被包括作为用于客运交通工具的推进系统的一部分。发动机系统100能够经由进气通道140接收进气空气。进气通道140能够包括空气过滤器156。发动机系统100可以为分离式发动机系统,其中进气通道140在空气过滤器156下游分成第一分支进气通道和第二分支进气通道,每个进气通道包括涡轮增压器压缩机。在所得的配置中,进气空气的至少一部分经由第一分支进气通道142被导向涡轮增压器120的压缩机122,而该进气空气的至少另一部分经由进气通道140的第二分支进气通道144被导向涡轮增压器130的压缩机132。
通过压缩机122压缩的总进气空气的第一部分可经由第一并联分支的进气通道146被供给至进气歧管160。这样,进气通道142和146形成发动机的空气进气系统的第一组合分支。类似地,总进气空气的第二部分能够经由压缩机132压缩并且可经由第二并联分支的进气通道148被供给至进气歧管160。因此,进气通道144和148形成发动机的空气进气系统的第二组合分支。如图1所示,来自进气通道146和148的进气空气在到达进气歧管160之前能够经由共同的进气通道149被重新组合,其中进气空气可在进气歧管处被提供至发动机。
在一些示例中,进气歧管160可包括用于估计歧管压力(MAP)的进气歧管压力传感器182,和/或用于估计歧管空气温度(MCT)的进气歧管温度传感器183,其每个均与控制器12通信。共同的进气通道149可包括增压空气冷却器154和进气节气门158。进气节气门158的位置能够经由通信联接到控制器12的节气门致动器(未示出)进行调整。节气门入口压力(TIP)传感器173可联接到进气节气门158上游和空气冷却器154下游的位置处的共同的进气通道149。进一步地,TIP传感器173可位于压缩机122和132的下游。也被称为增压压力或充气压力的节气门入口压力可通过TIP传感器173进行估计。在一个示例中,TIP传感器可用于基于来自TIP传感器的信号的频率和/或振幅确定压缩机喘振状况。由此,TIP传感器可具有可适合于检测压缩机喘振的大于100赫兹的带宽。
可提供压缩机再循环通道150用于压缩机喘振控制。具体地,为减少压缩机喘振,诸如在驾驶员松开加速器踏板时,增压压力可从进气歧管、从空气冷却器154的下游和进气节气门158的上游到进气通道140(具体地,在空气过滤器156的下游和进气通道142与144的接合点的上游)被除去。通过使增压空气从进气节气门的上游到压缩机入口的上游流动,增压压力可迅速减小,从而促进增压控制。
通过调整定位在压缩机再循环通道150中的压缩机再循环阀152(CRV 152)的位置,可调节通过压缩机再循环通道150的流。CRV 152也可被叫做压缩机喘振阀、压缩机旁通阀(CBV)、导流阀等。在所描绘的示例中,压缩机再循环阀152可以为连续可变阀,它的位置能够被调整到全开位置、全闭位置或在其中间的任意位置。因此,压缩机再循环阀152在此也可被称为连续可变的压缩机再循环阀或CCRV。在所描绘的示例中,CCRV 152被配置成节流阀,而在另一些实施例中,CCRV可被不同配置(例如,作为提升阀)。因此,CCRV 152可包括节气门(例如,作为节流板)以及位置传感器,用于将CCRV的节气门的位置变化传达给控制器12。用于CCRV(或简单地CRV)的节气门的位置传感器也可被称为节气门位置传感器(TPS)或CCRV节气门位置传感器。将认识到,虽然所示CCRV经配置用于图1中的V-6双涡轮增压发动机,但CCRV可类似地应用于其他发动机配置,诸如应用到I-3、I-4、V-8和具有一个或多个涡轮增压器的其他发动机配置。
在可替代的配置中,压缩机再循环通道被定位,使得压缩的空气从空气冷却器154的上游流到在压缩机122和132上游的位置。在另一种配置中,可以有两个再循环路径,每个路径具有再循环阀,各自经定位使得压缩的空气从压缩机出口行进到压缩机入口。还将认识到,在此所述的方法可应用到并非连续可变的压缩机再循环阀。
在标称发动机工况期间,连续可变的压缩机再循环阀152可保持标称闭合,或接近闭合。在此位置中,阀可使用已知或可忽略的泄漏进行操作。然后,响应于喘振,CCRV 152的开口可增加。在一些实施例中,可在压缩机再循环通道150中联接一个或多个传感器,以确定从节气门入口输送到进气通道的再循环流的质量。各种传感器可包括,例如,压力传感器、温度传感器和/或流量传感器。
在可替代的实施例中,压缩机再循环阀可被配置成可调整到全闭位置和全开位置中的一者的双位置阀。然而,增压调节可通过使用CCRV得到改善。另外,通过协调CCRV的操作和废气门的操作,能够改善增压响应和喘振裕度(surge margin)。由此,打开或闭合CCRV152对增压压力的影响可基本上是即时的。这允许迅速增压和喘振控制。
发动机10可包括多个汽缸14。在所描绘的示例中,发动机10包括以V型配置布置的六个汽缸。具体地,六个汽缸被布置在两排上,第一排13和第二排18,每排包括三个汽缸。在可替代的示例中,发动机10能够包括两个或更多个汽缸,诸如4个汽缸、5个汽缸、8个汽缸、10个汽缸或更多个汽缸。这些各种汽缸能够均等地分开并且布置在可替代的配置(诸如,V型配置、直线型配置、盒型配置等)中。每个汽缸14可配置有燃料喷射器166。在所描绘的示例中,燃料喷射器166为直接缸内喷射器。然而,在另一些示例中,燃料喷射器166能够被配置成基于进气道的燃料喷射器。
经由共同的进气通道149供给每个汽缸14(在此也被称为燃烧室14)的进气空气可用于燃料燃烧,并且然后燃烧产物可经由汽缸排专用的并联排气通道排出。在所描绘的示例中,发动机10的第一排13汽缸能够经由第一并联排气通道17排出燃烧产物,而第二排18汽缸能够经由第二并联排气通道19排出燃烧产物。第一并联排气通道17和第二并联排气通道19中的每个可进一步包括涡轮增压器涡轮。具体地,经由排气通道17排出的燃烧产物能够被引导通过涡轮增压器120的排气涡轮124,排气涡轮124进而能够经由轴126向压缩机122提供机械功,以便为进气空气提供压缩。可替代地,流过排气通道17的排气中的一些或全部能够经由由废气门128控制的涡轮旁路通道123绕过排气涡轮124。类似地,经由排气通道19排出的燃烧产物能够被引导通过涡轮增压器130的排气涡轮134,排气涡轮134进而能够经由轴136向压缩机132提供机械功,以便为流过发动机的进气系统的进气通道144的第二分支的进气空气提供压缩。可替代地,流过排气通道19的排气的一些或全部能够经由由废气门138控制的涡轮旁路通道133绕过排气涡轮134。
在一些示例中,排气涡轮124和134可配置成可变几何形状的涡轮,其中控制器12可调整涡轮叶轮片(或叶片)的位置,以改变从排气流获得并且施加给它们各自压缩机的能量水平。可替代地,排气涡轮124和134可被配置成可变喷嘴涡轮,其中控制器12可调整涡轮喷嘴的位置,以改变从排气流获得并且施加给它们各自压缩机的能量水平。例如,控制系统能够经配置经由各自的致动器独立改变排气涡轮124和134的叶片或喷嘴位置。
第一并联排气通道17中的排气可经由分支的并联排气通道170被导向大气,而第二并联排气通道19中的排气可经由分支的并联排气通道180被导向大气。排气通道170和180可包括一个或多个排气后处理装置,诸如催化剂,和一个或多个排气传感器(未示出)。
在一些实施例中,发动机10可进一步包括一个或多个排气再循环(EGR)通道,用于将来自第一并联排气通道17与第二并联排气通道19和/或第一并联分支的排气通道170与第二并联分支的排气通道180的排气的至少一部分再循环到第一分支进气通道142与第二分支进气通道144,和/或第一并联分支的进气通道146与第二并联分支的进气通道148或进气歧管160。这些可包括用于提供高压EGR(HP-EGR)的高压EGR回路和用于提供低压EGR(LP-EGR)的低压EGR回路。当被包括时,HP-EGR可在缺少由涡轮增压器120和130提供的增压时被提供,而LP-EGR可在缺少涡轮增压器增压时和/或当排气温度超过阈值时被提供。在又一些示例中,可同时提供HP-EGR和LP-EGR两者。低压EGR回路可将来自排气涡轮下游的分支的并联排气通道中的每个的至少一些排气再循环到压缩机上游的进气通道的对应分支。LP-EGR回路中的每个可具有对应的LP-EGR阀,用于控制通过LP-EGR回路的排气流,以及各自的增压空气冷却器,用于降低再循环到发动机进气装置的排气的温度。高压EGR回路可将来自排气涡轮上游的并联排气通道中的每个的至少一些排气再循环到压缩机下游的对应并联进气通道。如图所示,高压EGR回路177能够将来自第一并联排气通道17的排气的一部分再循环到第一并联分支的进气通道146。类似地,高压EGR回路197可将来自第二并联排气通道19的至少一些排气再循环到第二并联分支的进气通道148。通过HP-EGR回路的EGR流可经由各自的HP-EGR阀和HP-EGR增压空气冷却器(未示出)进行控制。因此,通过高压EGR回路197的EGR流可通过HP-EGR阀195进行控制,而通过高压EGR回路177的EGR流通过HP-EGR阀175进行控制。
每个汽缸14的进气门和排气门的位置可经由联接到气门推杆的液压致动的升降器或经由在其中使用凸轮凸角的凸轮轮廓线变换机制进行调节。在该示例中,每个汽缸14的至少进气门可使用凸轮致动系统通过凸轮致动进行控制。具体地,进气门凸轮致动系统25可包括一个或多个凸轮,并且可利用用于进气门和/或排气门的可变凸轮正时或升程。在可替代的实施例中,进气门可通过电动气门致动进行控制。类似地,排气门可通过凸轮致动系统或电动气门致动进行控制。凸轮致动系统可包括安装在一个或多个凸轮轴上的一个或更多个凸轮,并且可利用由控制器12操作的凸轮轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个,以改变气门操作。
发动机系统100可至少部分由包括控制器12的控制系统15和经由输入装置192来自交通工具操作者190的输入控制。在该示例中,输入装置192包括加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器194。
控制系统15被示为接收来自多个传感器16(在此描述了其各种示例)的信息并且发送控制信号到多个致动器81。作为一个示例,传感器16可包括TIP传感器173、湿度传感器、MAP传感器182和MCT传感器183。在一些示例中,用于估计节气门空气温度(TCT)的节气门入口温度传感器可位于进气节气门158的上游。在另一些示例中,EGR通道中的一个或多个可包括压力传感器、温度传感器和空燃比传感器,以用于确定EGR流特性。作为另一个示例,致动器81可包括CCRV 152、燃料喷射器166、HP-EGR阀175和195、LP-EGR阀(未示出)、进气节气门158和废气门128、138。其他致动器,诸如,各种附加的阀门和节气门,可联接到发动机系统100中的各个位置。基于对应于一个或多个例程的在其中编程的指令或代码,控制器12可接收来自各种传感器的输入数据,处理所述输入数据,并且响应经处理的输入数据触发致动器。在此关于图2至图4描述了示例控制例程。控制器12可将一个或多个映射图(例如,图5处的压缩机映射图500)储存在控制器的存储器中。
在一个示例中,图1的系统提供内燃发动机的涡轮增压器系统,其包括:压缩机;位于压缩机的出口下游和进气节气门上游的节气门入口压力传感器;具有计算机可读指令的控制器,所述指令用于:响应于获悉压缩机喘振线自适应的请求,基于压力传感器的振幅大于阈值频率范围内的阈值振幅来检测压缩机喘振事件;确定在第一压缩机映射图区域中的压缩机喘振事件的次数,第一压缩机映射图区域包括在其中检测喘振事件的压缩机映射图上的第一映射图点;并且响应于在第一映射图区域中的喘振事件的次数大于阈值次数,延迟第一喘振线区域,第一喘振线区域包括位于喘振线上的第一喘振线点和第二喘振线点;并且其中在第一喘振线点和第二喘振线点中的每个与第一映射图点之间的距离小于在喘振线上的其余喘振线点中的每个与第一映射图点之间的距离。
该系统进一步包括,其中控制器包括进一步的指令,用于,响应于获悉喘振线自适应的请求,在松开加速器踏板大于阈值期间检测到不存在压缩机喘振;确定在第二压缩机映射图区域中的松开加速器踏板事件的次数,第二压缩机映射图区域包括压缩机映射图上的在其中检测松开加速器踏板的第二映射图点;并且响应于在第二区域中的松开加速器踏板的次数大于松开加速器踏板的阈值次数,将第二喘振线区域提前,第二喘振线区域包括位于喘振线上的第三喘振线点和第四喘振线点;并且其中,在第三喘振线点和第四喘振线点中的每个与第二映射图点之间的距离小于在喘振线上的其余喘振线点中的每个与第二映射图点之间的距离。
该系统更进一步包括,其中控制器包括进一步的指令,用于,经由线性插值链接第一区域和第二区域;并且其中第一区域临近第二区域。
在另一个示例中,图1的系统提供一种发动机系统,其包括:发动机;用于提供增压空气充气到发动机的涡轮增压器,涡轮增压器包括排气涡轮和进气压缩机;跨过压缩机联接的连续可变的再循环阀;联接到压缩机下游的进气装置的节气门;位于压缩机下游和节气门上游的节气门入口压力传感器;和具有计算机可读指令的控制器,所述指令用于,基于储存在控制器的存储器中的压缩机映射图的喘振线的自适应,检测连续可变的再循环阀的退化。
该方法进一步包括,其中控制包括进一步的指令,用于,响应于喘振线左侧的区域大于第一阈值区域指示再循环阀保持闭合,并且响应于喘振线左侧的区域小于第二阈值区域指示再循环阀保持打开。
转向图2,其示出用于调整压缩机映射图上的压缩机喘振线的方法200。具体地,通过利用图2的方法200,可在一个或多个正常驾驶循环期间实时适应喘振线。通过实时调整喘振线,可在最新的交通工具工况下获悉压缩机的喘振行为。图2的方法可作为储存在非暂时性存储器中的可执行指令被包括在图1的系统中。
在202处,方法200包括估计和/或测量工况。工况可包括但不限于发动机转速、发动机负荷、加速器位置、节气门位置、压缩机压力比、压缩机流量、节气门入口压力频率和发动机操作的持续时间。
一旦确定工况,方法200可进行到204。在204处,方法200可包括判断用于获悉并且适应喘振线的状况是否存在。在一个示例中,方法200可判断当达到阈值英里数时存在用于调整喘振线的状况。在另一些示例中,方法200可以判断当检测到喘振事件的阈值次数时存在用于调整喘振线的状况。在另一个示例中,方法200可判断当达到未导致喘振的主动松开加速器踏板事件的阈值次数时存在获悉状况。更进一步地,如果自喘振线的上一次调整以来的阈值持续时间已经过去,则可开始喘振线的获悉。如果方法200判断用于调整喘振线的状况存在,答案为是且方法200进行到206。
在206处,方法200包括监测来自节气门入口压力传感器的信号(例如,压力信号)输出在各种频率范围内的频率。节气门入口压力传感器(例如,图1处的传感器173)可位于压缩机出口的下游。在一个示例中,另外地或可替代地,可确定来自节气门位置传感器的信号输出的振幅。一旦确定节气门入口压力传感器的频率和振幅,方法200进行到208。
在208处,方法200包括判断基于来自TIP传感器的信号的频率和振幅是否检测到压缩机喘振事件。由此,在喘振状况期间,可生成具有高振幅和频率的压力振荡。通过经由TIP传感器监测压缩机下游的压力信号,可检测压缩机喘振事件。在一个示例中,可基于来自TIP传感器的信号的频率大于阈值频率来检测压缩机喘振事件。在另一些示例中,除了或替代频率,可基于TIP传感器信号的振幅大于阈值频率范围内的阈值振幅来检测压缩机喘振事件。如果在208处答案为是,则检测到压缩机喘振事件并且方法200进行到212。如果在208处答案为否,则压缩机未在喘振状况下进行操作并且该方法进行到210。
在212处,方法200包括将压缩机映射图(例如,图5处的映射图500)上的、在其中检测到喘振事件的操作点储存到控制器(例如,图1处的控制器12)的存储器,该操作点包括压缩机压力比和压缩机质量流量。一旦储存操作点,方法200可进行到216。
在216处,方法200包括判断在其中发生喘振的操作点(在此也被称为喘振操作点)是否位于当前喘振线的右侧。在一个示例中,当前喘振线可以为由制造商校准的喘振线。在一些示例中,当前喘振线可以为在先前的获悉循环期间已经被实时校准的喘振线。如上所讨论的,喘振的发生可基于来自TIP传感器的压力信号进行确定。
如果在216处答案为否,那么压缩机正在喘振区域(在喘振线左侧或喘振线上的区域)中喘振。因此,喘振线可不被适应。因此,一旦确定喘振操作点并未位于喘振线的右侧,方法200可进行到232。在232处,可维持当前的喘振线而无任何调整。即,在232处的增量调整可以为零。进一步地,在232处,可识别并且储存对应压缩机映射图上的操作点的喘振线上的区域,在操作点检测到喘振并且做出零增量调整。从232处,方法200可进行到240以确定是否已经访问喘振线的所有区域。在240处,如果答案为是,则方法200可结束。如果为否,则方法200可返回到步骤206。
返回216处,如果在216处答案为是,那么压缩机正在压缩机映射图的非喘振区域(喘振线右侧的区域)中喘振。因此,可需要适应喘振线以获得正确的喘振线。一旦确定喘振操作点位于喘振线的右侧,则方法200可进行到220。
在220处,方法200包括识别对应于喘振操作点的在喘振线上的区域。例如,在喘振线上的区域可包括喘振线上的两个或更多个数据点(在此,喘振线上的每个数据点可被称为喘振线数据点),与喘振线上的其余数据点相比,这两个或更多个数据点最接近压缩机映射图上的喘振操作点。
接下来,在224处,一旦识别喘振线上的区域,方法200包括确定识别喘振线上的区域的喘振的次数,并且进一步包括储存识别喘振线上的区域的喘振的次数。换言之,可确定并且储存对应喘振线上的被识别区域的喘振的次数。例如,第一喘振操作点可导致识别喘振线上的第一区域,第一区域包括最接近第一喘振操作点的至少两个喘振线数据点;并且第二喘振操作点也可导致识别喘振线上的第一区域(由于例如喘振线上的第一区域包括最接近第二喘振操作点的至少两个喘振线数据点)。因此,识别喘振线上的第一区域的喘振的次数可被储存为两次。随后,如果第三喘振操作点也导致识别喘振线上的第一区域,则识别第一区域的喘振的次数可增加到三次。类似地,如果第四喘振操作点导致第一次识别喘振线上的第二区域,则识别第二区域的喘振的次数可被储存为一次,等等。
接下来,方法200可进行到228。在228处,方法200可包括判断识别喘振线上的区域(在此也被称为喘振线区域)的喘振的次数是否大于阈值次数。在一个示例中,阈值次数可以为针对喘振线上的所有区域的选定次数。选定次数可基于检测到的喘振的振幅。例如,当检测到的喘振的振幅增加时,在适应之前,喘振的阈值次数可减少。即,在适应之前,较大的喘振可需要较少的喘振事件的次数。在一个示例中,阈值次数可基于特定压缩机特性的标准差或校准常数,标准差基于部件之间的可变性,校准常数基于试验。在一些示例中,阈值次数可基于压缩机映射图上的喘振线区域的位置。例如,如果被识别的区域包括阈值数目的喘振线数据点,每个喘振线数据点的压缩机压力比大于阈值比,则与当被识别的区域包括阈值数目的喘振线数据点,每个喘振线数据点的压缩机压力小于阈值比时的喘振阈值次数相比,喘振的阈值次数可较少。如果在228处答案为是,喘振的次数大于阈值次数,且因此方法200可进行到234。
在234处,方法200包括通过将当前喘振线适应到当前喘振线的右侧而延迟喘振线。在一个示例中,可执行局部调整,这包括延迟喘振线的区域(即,由多个喘振操作点识别的区域,数目大于阈值),同时其余区域可维持在映射图上的当前位置。在另一个示例中,可执行全面喘振线调整。即,可基于局部调整延迟包括喘振线的所有区域的整个喘振线。延迟的量(在此也被称为增量延迟调整)可以为可校准常数。例如,可校准常数可以为修正的质量流率的百分比。在一些示例中,增量延迟调整可基于喘振事件的强度或多个喘振事件的平均强度。一旦执行增量延迟调整,方法200可进行到240以确定是否访问喘振线的所有区域。如果是,则方法200可结束。如果否,则方法200可返回到步骤206。
返回到208,如果确定压缩机未在喘振状况下进行操作,则方法200可进行到210。在210处,方法200包括确认是否已经发生大的松开加速器踏板事件。例如,可基于松开加速器踏板大于阈值量确认大的松开加速器踏板。由此,确认松开加速器踏板事件可包括确定操作者是否已经释放加速器踏板。进一步地,确认大的松开加速器踏板事件可包括确定在松开加速器踏板期间的加速器踏板位置变化是否大于阈值变化。在一个示例中,响应于大的松开加速器踏板操作,扭矩需求可从较高的扭矩需求降至低于阈值需求的较低扭矩需求。在另一个示例中,响应于松开加速器踏板操作,扭矩需求可从较高扭矩需求降至最小扭矩需求。如果确定大的松开加速器踏板操作需求已经发生,则方法200可进行到214。如果在210处,未检测到大的松开加速器踏板,则方法200可结束。
在214处,方法200可包括将在其中检测到大的松开加速器踏板事件的压缩机映射图(例如)上的操作点储存到控制器(例如,图1处的控制器12)的存储器,该操作点包括压缩机压力比和压缩机质量流量。一旦储存操作点,方法200可进行到218。
在218处,方法200包括判断松开加速器踏板在其中发生的操作点(在此也被称为松开加速器踏板操作点)是否位于当前喘振线的左侧。在一个示例中,当前喘振线可以为由制造商校准的喘振线。在一些示例中,当前喘振线可以为在先前的获悉循环期间已经实时校准的喘振线。
如果在218处答案为否,则在松开加速器踏板操作点不在非喘振区域(喘振线右侧的区域)中时,压缩机没有发生喘振。因此,可以不适应喘振线。因此,一旦确定松开加速器踏板操作点没有位于喘振线的左侧,则方法200可进行到238。在238处,可维持当前喘振线而无任何调整。即,在238处,可做出零调整。进一步地,在238处,可识别并且储存对应压缩机映射图上的操作点的喘振线上的区域,在操作点检测到松开加速器踏板并且做出零调整。一旦执行零调整,方法200可进行到240以确定是否已经访问喘振线的所有区域。如果是,则方法200可结束。如果为否,则方法200可返回到步骤206。
返回到218,如果在218处答案为是,则压缩机没有在压缩机映射图的喘振区域(喘振线左侧的区域)中喘振(在大松开加速器踏板期间)。因此,可需要适应喘振线以获得正确的喘振线。一旦确定松开加速器踏板操作点位于喘振线的左侧,方法200可进行到222。
在222处,方法200可包括识别喘振线上的对应松开加速器踏板操作点的区域。例如,喘振线上的区域可包括喘振线上的两个或更多个数据点(即,喘振线数据点),与喘振线上的其余数据点相比,这两个或更多个数据点最接近压缩机映射图上的松开加速器踏板操作点。
接下来,在226处,一旦识别喘振线上的区域,方法200包括确定识别喘振线上的区域(即,在步骤222处识别的喘振线上的区域)的松开加速器踏板事件的次数,并且进一步包括储存识别喘振线上的区域的松开加速器踏板事件的次数。换言之,可确定并且储存对应喘振线上的被识别区域的松开加速器踏板事件的次数。例如,第一松开加速器踏板操作点可导致识别喘振线上的第一区域,第一区域包括最接近第一松开加速器踏板操作点的至少两个喘振线数据点;并且第二松开加速器踏板操作点也可导致识别喘振线上的第一区域(由于例如喘振线上的第一区域包括最接近第二松开加速器踏板操作点的至少两个喘振线数据点)。因此,识别喘振线上的第一区域的松开加速器踏板事件的次数可被储存为两次。随后,如果第三松开加速器踏板操作点也导致识别喘振线上的第一区域,则识别第一区域的喘振的次数可增加到三次。类似地,如果第四松开加速器踏板操作点导致识别喘振线上的第二区域,则识别第二区域的松开加速器踏板事件的次数可被储存为一次,等等。
接下来,方法200可进行到230。在230处,方法200可包括判断识别喘振线上的区域(在此也被称为喘振线区域)的松开加速器踏板事件的次数是否大于松开加速器踏板事件的阈值次数。在一个示例中,阈值次数可以为针对喘振线上的所有区域的选定次数。选定次数可基于松开加速器踏板的振幅。例如,当松开加速器踏板的振幅增加时,松开加速器踏板事件的阈值次数可减少。换言之,在适应之前,较大的松开加速器踏板事件可需要较少的松开加速器踏板事件的次数。在一个示例中,松开加速器踏板事件的阈值次数可基于特定压缩机特性的标准差或校准常数,标准差基于部件间的可变性,校准常数基于试验。在一些示例中,阈值次数可基于压缩机映射图上的喘振线区域的位置。例如,如果被识别的区域包括阈值数目的喘振线数据点,每个喘振线数据点的压缩机压力比大于阈值比,则与当被识别的区域包括阈值数目的喘振线数据点,每个喘振线数据点的压缩机压力小于阈值比时的松开加速器踏板事件的阈值次数相比,松开加速器踏板的阈值次数可较少。如果在230处答案为是,松开加速器踏板事件的次数大于阈值次数,并且因此方法200可进行到236。
在236处,方法200包括通过将当前喘振线适应到当前喘振线的左侧将喘振线提前。在一个示例中,可执行局部调整,这包括将喘振线的区域(即,由多个喘振操作点识别的区域,数目大于阈值)提前,同时其余区域可维持在映射图上的当前位置。在另一个示例中,可基于局部调整执行全面喘振线调整。即,可基于局部调整延迟包括喘振线所有区域的整个喘振线。
可做出的提前的量(在此也被称为增量提前调整)可以为可校准常数。例如,可校准常数可以为修正的质量流率的百分比。在一些示例中,增量提前调整可基于喘振事件的强度。更进一步地,增量调整可基于交通工具的使用阶段。例如,由于制造商校准基于最坏的情况,所以如果当前喘振线基于制造商校准,则在较新的交通工具中的增量调整可更大。换言之,初始增量调整(包括制造商喘振线的第一实时调整)可大于随后的调整。进一步地,由于制造商喘振线可基于最坏的情况(通过制造商)进行适当(换言之,延迟更多)校准,所以制造商喘振线的初始增量调整可包括将制造商喘振线提前。执行制造商喘振线的初始喘振线调整的细节将关于图6进行详述。
一旦执行增量提前调整,方法200可进行到240以确定是否访问喘振线的所有区域。如果是,则方法200可结束。如果否,在方法200可返回到步骤206。
在一个示例中,可做出局部调整(即,仅喘振线的一个或更多个区域可被延迟或提前),并且一旦确定喘振线的所有区域均被访问,可通过经由线性插值链接所有区域来执行全面调整。例如,如果喘振线包括十个区域,但仅访问了五个区域(其中调整可包括基于喘振事件延迟,或基于松开加速器踏板事件提前,或调整可以为零),则控制器可等待直到所有的十个区域均被访问并且适应。一旦确定访问并且适应所有十个区域,则可通过链接被适应的区域做出全面调整,其中被适应的区域可经由线性插值进行链接。
在一些示例中,在获悉循环期间,喘振线的第一区域可提前,喘振线的第二区域可延迟,并且未对喘振线的第三区域做出调整。随后,一旦访问喘振线的所有区域,已访问的区域可经由线性插值被全面连接,以确定新的喘振线。在喘振线未被适应的随后的驾驶循环期间,全面适应的喘振线可用于确定压缩机喘振状况。
进一步地,在获悉状况期间,被适应(通过延迟或提前)的喘振线区域在获悉状况期间可以不再被重新适应,直到所有喘振线区域均被访问。
由此,在延迟喘振线期间执行的增量调整(该调整可以为局部调整或全面调整)可大于在提前喘振线期间执行的增量调整。换言之,延迟增加量(gain)可大于提前增加量。
进一步地,可确定用于提前调整和延迟调整(该调整可以为局部调整或全面调整)的界限。例如,当执行提前调整时,可以适应喘振线区域和/或喘振线不超过零修正质量流量。即,压缩机映射图的y轴线(表示零修正质量流量)可被定义为提前界限。当执行延迟调整时,可以将喘振线区域和/或喘振线延迟不超过制造商喘振线。换言之,制造商喘振线可被定义为延迟界限。
这样,基于压缩机喘振事件,可以实时适应喘振线。通过基于喘振事件实时适应喘振线,可更准确地校准喘振线。因此,可以更准确地执行喘振缓解/避免动作,从而改善驾驶性能和燃料经济性。
在一个示例中,图2的方法可提供一种用于包括压缩机的发动机的方法,该方法包括:基于位于压缩机下游的节气门入口压力传感器的频率含量检测压缩机的喘振事件;以及基于在喘振事件期间的压缩机压力比和修正的压缩机流量,适应储存在发动机的控制器中的压缩机映射图的喘振线。该方法可进一步包括,响应于未检测到喘振并且松开加速器踏板大于与阈值量,将对应压缩机映射图上的区域的喘振线的区域提前,映射图上的区域包括对应压缩机压力比和修正的压缩机流量的数据点,在该数据点发生松开加速器踏板;并且进一步包括,将喘振线的区域提前第一选定量。更进一步地,该方法可包括,响应于松开加速器踏板事件的次数大于阈值次数并且在多次松开加速器踏板中的每次未检测到喘振,将喘振线的区域提前;并且其中多次松开加速器踏板中的每次大于阈值量且在压缩机映射图上的区域中发生。
该方法包括,其中第一选定量基于发动机的使用周期和松开加速器踏板的量中的一个或多个,并且进一步包括,响应于压缩机映射图上的区域位于喘振线的左侧将喘振线的区域提前;并且延迟喘振线的区域第二选定量,该喘振线的区域对应于在其中发生喘振的压缩机压力比和修正的压缩机流量;并且其中第二选定量基于发动机的使用周期和喘振强度中的一个或多个。
该方法进一步包括,响应于喘振事件的次数大于喘振事件的阈值次数,延迟喘振线的区域;并且其中,每次喘振事件在对应喘振线上的区域的压缩机映射图上的区域发生;并且进一步包括,响应于压缩机映射图上的区域位于喘振线的右侧延迟喘振线的区域。
更进一步地,该方法包括,响应于检测到的松开加速器踏板的次数大于阈值次数,并且在多次松开加速器踏板中的每次期间未检测到喘振事件,将整个喘振线全面提前,以及响应于检测到的喘振事件的次数大于阈值次数,全面延迟整个喘振线。
在另一个示例中,图2的方法提供一种用于包括压缩机的涡轮增压发动机的方法,该方法包括:响应于获悉压缩机喘振线的请求,在第一状况期间,通过将压缩机映射图的喘振线上的至少第一点和第二点局部提前来调整喘振线;确定提前增加量;并且基于提前增加量将喘振线上的第一组其余点全面提前;并且在第二状况期间,通过局部延迟喘振线上的第三点和第四点来调整喘振线;确定延迟增加量;并且基于延迟增加量全面延迟喘振线上的第二组其余点。
该方法包括,其中第一状况包括松开加速器踏板大于阈值量和在松开加速器踏板期间压缩机未发生喘振;并且其中松开加速器踏板在压缩机映射图上的第五点发生,第五点位于压缩机映射图上的喘振线的左侧,并且其中映射图上的第五点比喘振线上的第一组其余点更接近喘振线上的第一点和第二点。
该方法进一步包括,其中第二状况包括基于位于压缩机出口下游的节气门入口压力传感器的频率检测压缩机喘振事件;并且其中喘振事件在压缩机映射图上的第六点发生,第六点位于压缩机映射图上的喘振线的右侧,并且其中映射图上的第六点比喘振线上的第二组其余点更接近喘振线上的第三点和第四点。
该方法进一步包括,在第一状况期间将包括第一点和第二点的第一区域提前,并且进一步包括,在第二状况期间延迟包括第三点和第四点的第二区域,并且其中第一区域与第二区域分开。进一步地,该方法包括不延迟提前的第一区域直到喘振线上的所有区域均被调整;并且进一步包括不提前延迟的第二区域直到喘振线上的所有区域均被调整。
更进一步地,该方法包括,在第一状况期间,响应于在映射图上的第三区域中发生的松开加速器踏板的次数大于第一阈值次数,将第一区域提前;并且进一步包括,响应于在映射图上的第四区域中发生的喘振事件的次数大于第二阈值次数,延迟第二区域;并且其中在多次松开加速器踏板中的每次,松开加速器踏板大于阈值量,并且压缩机未发生喘振。该方法包括,其中第三区域包括第五点;并且其中第四区域包括第六点。
现在转向图3,其示出了用于压缩机映射图上的喘振线的自适应的方框图300。例如,喘振线可将压缩机映射图分成喘振区域和非喘振区域,并且可用于确定压缩机何时可喘振的状况。具体地,当压缩机操作点位于压缩机喘振线的左侧时,可确定压缩机正在喘振状况下操作,并且因此,可采取控制动作(诸如打开压缩机再循环阀)以缓解或避免压缩机喘振。当压缩机操作点位于压缩机喘振线的右侧时,可确定压缩机未在喘振状况下操作。因此,压缩机映射图上的喘振线的位置可确定压缩机是正在喘振状况下还是在非喘振状况下操作。因此,实时获悉喘振线可导致更准确的喘振线自适应。
在302处,控制器可基于来自TIP传感器的输入检测压缩机喘振事件。由此,TIP传感器可发送压力信号到控制器,并且基于压力信号的频率大于阈值频率,和/或压力信号的振幅大于阈值,可检测到喘振事件。进一步地,可确定在操作点处检测到的喘振事件的次数。如果未检测到喘振,控制器可确定是否已经发生主动松开加速器踏板。进一步地,控制器可确定在未检测到喘振的操作点处的主动松开加速器踏板的次数。
接下来,在304处,自适应算法可利用在其中发生喘振或主动松开加速器踏板的压缩机操作点,和在该操作点的喘振或主动松开加速器踏板事件的次数生成喘振线修整映射图。例如,自适应算法可用于实时获悉喘振状况并且因此适应(提前或延迟)喘振线。进一步地,自适应算法可用于做出全面调整和/或局部调整。具体地,如果检测到喘振,自适应算法可确定并且执行对应在其中发生喘振的压缩机操作点的区域的局部延迟调整;并且如果非喘振的主动松开加速器踏板状况已经发生,则自适应算法可确定并且执行局部提前调整。另外地或可替代地,可通过自适应算法确定喘振线的多个区域或整个喘振线的全面延迟调整或全面提前调整。关于图2详述了自适应喘振线(包括局部自适应和全面自适应)的细节。
接下来,在306处,可基于自适应算法生成具有全面调整和/或局部调整的喘振线修整映射图。接下来,在310处,可基于喘振线修整映射图和基线喘振线(308)生成最终喘振线。例如,来自喘振线修整映射图的增量调整可被并入基线喘振线,并且最终喘振线可确定为基线喘振线和最终喘振线的总和。在一个示例中,基线喘振线可以为制造商喘振线。在另一些示例中,基线喘振线可以为在先前获悉循环期间已经实时校准的喘振线。
这样,自适应算法可用于获悉在最新交通工具工况下的压缩机喘振行为。
转向图4,其示出一种用于以压缩机映射图上的喘振线的自适应为基础识别压缩机再循环阀(例如,图1中的阀152)节气门的故障的方法400。在一些示例中,阀152可以为连续可变的压缩机再循环阀(CCRV)。图4的方法可作为储存在非暂时性存储器中的可执行指令被包括在图1的系统中。
在402处,方法400包括估计和/或测量工况。工况可包括但不限于发动机转速、发动机负荷、加速器位置、节气门位置、压缩机压力比、压缩机流量、节气门入口压力频率和发动机操作的持续时间。
接下来,在404处,方法400可包括确定喘振线自适应的预期范围。具体地,可确定喘振线提前界限和喘振线延迟界限。喘振线的提前界限和延迟界限可基于用于特定交通工具的发动机系统的配置,其可包括但不限于压缩机配置和进气系统配置。提前界限和延迟界限可进一步基于进气系统的预期使用期和包括涡轮压缩机、涡轮与CCRV的进气系统的部件间的可变性。在一些示例中,提前界限可基于零修正质量流量(压缩机映射图的y轴线)。最坏情况的喘振线(或校准的喘振线)可用作延迟界限。一旦确定用于喘振线自适应的预期范围,方法400可进行到406。
接下来,在406处,方法400包括监测来自节气门入口压力传感器(例如,图1处的传感器173)的压力信号输出的频率和/或振幅,该传感器可位于压缩机出口的下游。一旦监测到节气门入口压力传感器的频率,方法400可进行到408。
在408处,方法400可包括,以基于来自节气门入口压力传感器的信号的频率和/或振幅所确定的喘振状况为基础,在一个或多个驾驶循环期间实时调整压缩机映射图上的喘振线。例如,响应于在压缩机映射图的非喘振区域(喘振线右侧的区域)中检测到喘振,可延迟喘振线,其中喘振基于TIP传感器信号的频率和/或振幅大于阈值频率/振幅来检测。进一步地,响应于在压缩机映射图上的预期喘振工况期间未检测到喘振(TIP传感器的频率和/或振幅小于阈值频率/振幅),可将喘振线提前。即,响应于当操作点处于压缩机映射图的喘振区域(喘振线左侧的区域)中时,基于TIP传感器未检测到喘振,可将喘振线提前。例如,在松开加速器踏板大于阈值导致将操作点定位在压缩机映射图的喘振区域中并且未检测到喘振期间,可将喘振线提前。进一步地,适应喘振线可包括执行局部调整和/或全面调整。在图2处进一步详述了喘振线自适应的细节。
一旦调整喘振线,方法400可进行到410。在410处,方法400可包括判断适应的喘振线是否从初始喘振线提前或延迟。在一些示例中,可基于提前或延迟的区域的数目确定是否提前或延迟大部分喘振线。由此,初始喘振线可以为在调整之前的映射图上的喘振线。在一些示例中,初始喘振线可以为制造商校准的喘振线。在进一步的示例中,初始喘振线可以为在获悉循环开始时的喘振线。适应的喘振线可以为全面适应的喘振线。
在一个示例中,如果适应的喘振线左侧的区域小于初始喘振线左侧的区域,可确定喘振线被提前。同样,如果适应的喘振线左侧的区域大于初始喘振线左侧的区域,可确定喘振线被延迟。在另一个示例中,如果适应的喘振线位于初始喘振线的左侧,可确定适应的喘振线被提前。如果适应的喘振线位于初始喘振线的右侧,可确定适应的喘振线被延迟。如果方法400判断适应的喘振线或大部分适应的喘振线被提前,则方法400可进行到412。如果方法400判断适应的喘振线或大部分适应的喘振线被延迟,则方法400进行到414。
在412处,方法400包括判断适应的喘振线是否在提前界限的左侧。在一个示例中,可确定在适应的喘振线左侧的区域是否小于阈值提前区域。阈值提前区域可基于用于特定交通工具的发动机系统配置,该配置包括但不限于压缩机配置和进气系统配置,并且可进一步基于最大的部件间的可变性和运行系统组件随时间的变化。在一些示例中,阈值提前区域可基于发动机排量和/或直接涉及发动机排量的进气系统容积。如果在412处答案为是,则适应的喘振线在预期延迟界限以外,并且相应地,方法400进行到416。如果答案为否,则适应的喘振线在预期提前界限内,并且相应地,方法400进行到418。
在416处,方法400可包括确定CCRV节气门比期望打开更多,或泄漏可存在于再循环通道(例如,图1处的压缩机再循环通道150)中。例如,比期望打开更多的故障CCRV节气门或压缩机再循环路径中的泄漏使通过压缩机的流量增加。因此,由于增加的压缩机流量,压缩机在预期的喘振状况(诸如,大于阈值的大的松开加速器踏板)下可以不发生喘振。一旦在预期状况下未检测到喘振,喘振线可继续将喘振线适应到左侧。即,响应于在预期状况(诸如大的松开加速器踏板)下未检测到压缩机喘振,继续将喘振线提前超过提前界限。因此,一旦判断喘振线被适应到提前界限的左侧,方法400可确定CCRV节气门保持打开,或方法400可确定泄漏存在于再循环通道中。进一步地,可减少压缩机喘振趋势(并且因此导致喘振线自适应超过提前界限)的状况可包括进气通道中的泄漏。因此,控制器可设定诊断代码以指示进气系统故障,该故障包括CCRV节气门故障(比期望的打开更多)、再循环通道中的泄漏和进气通道中的泄漏中的一种或多种。
在418处,一旦确认适应的喘振线在提前界限内,方法400可包括确定CCRV节气门和再循环通道的正常功能。
返回到410,如果确认适应的喘振线被延迟,方法400进行到414。在414处,方法400包括判断适应的喘振线是否在延迟界限的右侧。在一个示例中,可以确定在适应的喘振线左侧的区域是否大于阈值延迟区域。阈值延迟区域可基于用于特定交通工具的发动机系统配置,该配置可包括但不限于压缩机配置和进气系统配置,并且可进一步基于最大部件间的可变性和运行系统组件随时间的变化。在一些示例中,阈值延迟区域可基于发动机排量和/或直接涉及发动机排量的进气系统容积。如果在414处答案为是,则适应的喘振线在预期延迟界限以外,并且相应地,方法400进行到420。如果答案为否,则适应的喘振线在预期延迟界限内,并且相应地,方法400进行到418。
在420处,方法400可包括确定CCRV节气门比期望闭合更多,或障碍物可存在于再循环通道(例如,图1处的压缩机再循环通道150)中。例如,(例如,由于沉淀物的积累)比期望闭合更多的故障CCRV节气门,或压缩机再循环路径中的障碍物可降低通过压缩机的流量。因此,压缩机出口压力可增加,并且由此压缩机压力比可增加。因此,当在非喘振区域中操作时,压缩机可发生喘振,并且进一步地,在非喘振区域中的压缩机喘振的次数可增加。因此,喘振线可继续被适应到右侧。即,喘振线可继续被延迟超过延迟界限。因此,一旦判断喘振线被适应到延迟界限的右侧,方法400可确定CCRV节气门保持闭合,或方法400可确定障碍物存在于限制气流的再循环通道中。进一步地,可增加压缩机喘振趋势(并且因此导致喘振线自适应超过延迟界限)的状况可包括阻塞的压缩机入口和受损的压缩机叶片。因此,控制器可设定诊断代码以指示进气系统故障,该故障包括CCRV节气门故障(比期望闭合更多)、再循环通道中的堵塞、阻塞的压缩机入口和受损的压缩机叶片中的一种或更多种。
在418处,如上所讨论的,一旦确认适应的喘振线在延迟界限内,方法400可包括确定CCRV节气门和再循环通道的正常功能。
这样,通过监测适应的喘振线,可确定CCRV节气门的退化(保持打开或保持闭合)或压缩机再循环通道/进气通道中的故障。
在一个示例中,图4的方法提供一种用于发动机的方法,其包括:基于储存在发动机的控制器中的压缩机映射图上的喘振线的喘振线自适应,指示压缩机再循环阀的退化。该方法包括,其中喘振线自适应在一个或多个驾驶循环期间被获悉,并且其中获悉喘振线自适应包括获悉喘振线自适应的范围,该范围包括左喘振线边界和右喘振线边界。进一步地,该方法包括,基于喘振线适应到右喘振线边界的右侧,指示压缩机再循环阀开口量小于期望量,并且基于喘振线适应到左喘振线边界的左侧,指示压缩机再循环阀开口量大于期望量。
该方法包括,其中基于以下中的一种或多种获悉喘振线自适应:压缩机喘振事件;喘振事件的次数;松开加速器踏板大于阈值量并且在松开加速器踏板期间压缩机未发生喘振;以及松开加速器踏板的次数;每次松开加速器踏板大于阈值量并且在松开加速器踏板中的每次期间压缩机未发生喘振;基于节气门位置传感器的频率大于阈值频率检测喘振(传感器位于压缩机下游)。进一步地,该方法包括,其中响应于松开加速器踏板的次数大于松开加速器踏板的阈值次数,将喘振线适应到初始喘振线的左侧,并且其中响应于喘振事件的次数大于喘振事件的阈值次数,将喘振线适应到初始喘振线的右侧。
在另一个示例中,图4的方法提供一种用于发动机的方法,其包括:监测压缩机喘振线的全面自适应;响应于第一状况,指示压缩机再循环阀比期望打开量打开更多;并且响应于第二状况,指示压缩机再循环阀比期望闭合量闭合更多;其中第一状况包括确定适应的喘振线被适应超过提前界限;并且其中第二状况包括确定压缩机喘振线被适应超过延迟界限。
该方法进一步包括,其中喘振线的全面自适应包括:响应于喘振事件的次数大于喘振事件的阈值次数延迟喘振线,以及响应于松开加速器踏板事件的次数大于松开加速器踏板事件的阈值次数将喘振线提前,基于节气门入口压力传感器信号的频率大于阈值频率,并且多次松开加速器踏板事件中的每次大于阈值量,以及在多次松开加速器踏板事件中的每次期间压缩机未发生喘振来检测多次喘振事件中的每次。
该方法进一步包括,其中延迟喘振线包括,将喘振线调整到初始喘振线的左侧,并且其中将喘振线提前包括,将喘振线调整到初始喘振线的右侧。
转到图5,其示出说明喘振线的示例自适应的映射图500。具体地,图5的映射图500示出在不同压缩机流率(沿x轴线)下的压缩机压力比(沿y轴线)的变化。线502示出针对给定工况的喘振线(或喘振界限)。喘振线502左侧的压力-流量坐标在喘振区域506中,其中状况为引起压缩机喘振的足够低的流量和足够高的压力。在喘振区域506中的压缩机操作导致有害的NVH和发动机性能的潜在退化。喘振线502右侧的压力-流量坐标在非喘振区域中。在非喘振区域中的压缩机操作可以不导致压缩机喘振。
可在一个或更多个驾驶循环期间实时适应喘振线,以获悉在最新交通工具工况下的压缩机行为。例如,基于确定压缩机喘振事件或压缩机非喘振状况,以及确定期间在映射图上的压缩机操作点,可延迟或提前喘振线502。由此,可基于节气门入口压力传感器信号的频率大于阈值频率确定压缩机喘振事件。在一个示例中,响应于检测喘振和喘振事件的次数大于喘振事件的阈值次数,可延迟喘振线502。延迟喘振线502可导致示例适应的喘振线510。在另一个示例中,响应于检测松开加速器踏板事件大于阈值量并且在松开加速器踏板期间没有检测到喘振,以及此类松开加速器踏板事件的次数大于松开加速器踏板事件的阈值次数,可将喘振线502提前。将喘振线502提前可导致适应的喘振线508。在一些示例中,喘振线按其延迟的延迟增加量或喘振线按其提前的提前增加量可以为校准常量(例如,每秒+/-0.005千克,或+/-5%的修正质量流率)。在一些其他示例中,延迟增加量或提前增加量可基于交通工具使用周期的当前阶段。进一步地,在一些示例中,延迟增加量可基于多个喘振事件的平均强度。尽管在此说明的示例示出喘振线的全面自适应,其中整个喘振线被提前或延迟,但将认识到,在全面自适应之前可执行一个或多个局部自适应。例如,喘振线的局部自适应可包括适应对应压缩机操作点的喘振线区域,在该操作点检测到喘振或松开加速器踏板。例如,喘振线的区域可包括最靠近压缩机操作点的在喘振线上的两点。在一个示例中,一旦局部适应喘振线的所有区域,可通过经由线性插值链接局部适应的区域执行全面自适应。
在一些示例中,一旦执行全面提前调整,控制器可等待喘振事件的可校准次数。一旦达到喘振事件的可校准次数,可推断出新的全面适应的喘振线导致压缩机喘振。因此,可做出延迟调整。随后的全面调整仅可在访问喘振线的所有区域时执行。
在一些其他示例中,一旦执行全面延迟调整,控制器可等待松开加速器踏板事件的可校准次数(例如,不导致喘振的松开加速器踏板事件)。一旦达到松开加速器踏板事件的可校准次数,可执行提前调整。随后的提前调整仅可在访问喘振线的所有区域时执行。
进一步地,可监测喘振线自适应并且信息可用于FMEM动作。例如,如果喘振线自适应导致喘振线位于超过预期范围,则其可用于确定压缩机再循环阀或压缩机再循环路径中的故障。具体地,如果喘振线被提前超过提前界限(例如,到提前界限的左侧)并且因此增加非喘振区域,则可推断出在预期喘振状况期间压缩机未发生喘振。因此,可以确定再循环阀可比期望打开更多。例如,如果再循环阀保持打开,则阀将增压空气放出,从而导致压缩机流量增加。因此,在预期喘振状况期间(例如,在大的松开加速器踏板期间)的压缩机喘振的趋势可减少。因此,喘振线可被连续适应到左侧。一旦确定适应的喘振线被适应超过提前界限,可推断出再循环阀保持打开。另外地或可替代地,喘振线自适应超过提前界限可指示再循环路径中的泄漏。
同样,如果喘振线被延迟超过延迟界限(例如,到延迟界限的右侧)并且因此增加喘振区域,可推断出压缩机超乎预期正在发生喘振。因此,可以确定再循环阀可以比期望闭合的更多。例如,如果再循环阀保持闭合,压缩机出口压力可增加。因此,压缩机喘振的趋势可增加。因此,喘振线可被连续适应到右侧。一旦确定适应的喘振线被适应超过延迟界限,可推断出再循环阀保持闭合。另外地或可替代地,喘振线超过延迟界限可指示再循环路径中的障碍。
这样,可实时适应喘振线用于更准确地校准喘振线。因此,可以更准确地执行喘振缓解/避免动作。进一步地,通过基于适应的喘振线检测压缩机再循环阀或再循环路径中的缺陷,可及时执行适当的补救动作。因此,NVH问题可减少,并且驾驶性能和燃料经济性可得到改善。
转到图6,其示出一种用于执行初始喘振线调整的方法600。初始调整可在工厂校准的喘振线上执行。工厂校准的喘振线也可被称为制造商校准的喘振线并且可基于最坏的情况。由此,初始调整可以为在工厂校准的喘振线上执行的第一调整。图6的方法可作为储存在非暂时性存储器中的可执行指令被包括在图1的系统中。
在602处,方法600可包括将工厂校准的喘振线全面提前。由此,工厂校准的喘振线可由制造商校准并且可基于最坏的情况适当地校准。因此,初始喘振线调整可包括将工厂校准的喘振线全面提前。例如,增量调整可在工厂校准的喘振线上执行,以便将工厂校准的喘振线全面提前。即,可将整个工厂校准的喘振线提前。
一旦将喘振线全面提前,方法600可进行到604。在604处,方法600可包括在松开加速器踏板状况期间积累喘振事件。在松开加速器踏板状况期间积累喘振事件可包括确定在松开加速器踏板状况期间是否已经发生喘振事件,并且将在松开加速器踏板状况期间发生的喘振事件的次数储存在控制器存储器中。接下来,在606处,方法600可包括确定在松开加速器踏板状况期间的喘振事件的次数是否大于阈值次数。如果喘振事件的次数大于阈值次数,答案为是,且该方法进行到608。在608处,方法600可包括局部延迟全面提前的喘振线。即,可延迟全面提前的喘振线的区域。一旦局部延迟喘振线,可执行全面延迟调整。如果喘振事件的次数不大于阈值次数,答案为否,且该方法可返回到步骤604。
虽然以上示例说明在执行延迟调整之前等待直到喘振事件的次数大于阈值,但在一些示例中,可监测在松开加速器踏板状况期间的喘振强度。一旦喘振强度超过可校准的阈值强度,可在全面提前的喘振线上执行局部延迟调整。
注意,在此包括的示例性控制和估计例程能够与各种发动机和/或交通工具系统配置一起使用。在此公开的控制方法和例程可作为可执行指令储存在非暂时性存储器中,并且可与各种传感器、致动器和其他发动机硬件组合由包括传感器的控制系统实施。在此所描述的特定例程可表示任何数目的处理策略中的一种或多种,例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。由此,所说明的各种动作、操作和/或功能可按说明的顺序执行、并行执行,或在一些情况下省略。同样,处理的顺序不是实现在此所述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而是为易于说明和描述提供。根据所使用的具体策略,可重复执行所说明的动作、操作和/或功能中的一种或多种。进一步地,所述动作、操作和/或功能可用图形表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中所述行为与电子控制器组合通过执行在包括各种发动机硬件组件的系统中的指令实施。
应该认识到,因为可能有许多变化,所以在此公开的配置和例程实际上是示例性的,并且这些特定实施例不应被视为具有限制意义。例如,上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在此公开的不同系统和配置,以及其他特征、功能、和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求应理解成包括一个或多个此类元件的结合,既不要求也不排除两个或更多此类元件。所公开的特征、功能、元件、和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。此类权利要求,无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同、或不同,仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于包括压缩机的发动机的方法,其包括:
基于位于所述压缩机下游的节气门入口压力传感器的频率含量,检测所述压缩机的喘振事件;以及
基于在所述喘振事件期间的压缩机压力比和修正的压缩机流量,调整储存在所述发动机的控制器中的压缩机映射图的喘振线。
2.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括,响应于未检测到喘振和松开加速器踏板大于阈值量,将对应在所述压缩机映射图上的区域的所述喘振线的区域提前,在所述映射图上的所述区域包括对应所述压缩机压力比和修正的压缩机流量的数据点,在所述数据点处发生所述松开加速器踏板;并且进一步包括将所述喘振线的所述区域提前第一选定量。
3.根据权利要求2所述的方法,其进一步包括,响应于松开加速器踏板的次数大于阈值次数并且在多次松开加速器踏板中的每次未检测到喘振,将所述喘振线的所述区域提前;并且其中所述多次松开加速器踏板中的每次大于所述阈值量并且在所述压缩机映射图上的所述区域中发生。
4.根据权利要求2所述的方法,其中所述第一选定量基于所述发动机的使用周期和松开加速器踏板的量中的一个或多个。
5.根据权利要求3所述的方法,其进一步包括,响应于所述压缩机映射图上的所述区域位于所述喘振线的左侧,将所述喘振线的所述区域提前。
6.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括,延迟对应所述压缩机压力比和修正的压缩机流量的所述喘振线的区域第二选定量,所述喘振在所述喘振线的区域处发生;并且其中,所述第二选定量基于所述发动机的使用周期和喘振强度中的一个或多个。
7.根据权利要求6所述的方法,其进一步包括,响应于喘振事件的次数大于喘振事件的阈值次数,延迟所述喘振线的所述区域;并且其中,每次喘振事件在对应所述喘振线上的所述区域的所述压缩机映射图上的区域处发生。
8.根据权利要求7所述的方法,其进一步包括,响应于所述压缩机映射图上的所述区域位于所述喘振线的右侧,延迟所述喘振线的所述区域。
9.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括,响应于检测到松开加速器踏板的次数大于阈值次数并且在多次松开加速器踏板中的每次期间未检测到所述喘振事件,将整个喘振线全面提前,其中每次松开加速器踏板大于阈值量。
10.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括,响应于检测到喘振事件的次数大于阈值次数,全面延迟整个喘振线。
11.一种用于包括压缩机的涡轮增压发动机的方法,其包括:
响应于获悉压缩机喘振线的请求,
在第一状况期间,通过将在压缩机映射图的喘振线上的至少第一点和第二点局部提前,调整所述喘振线;确定提前增加量;并且基于所述提前增加量将所述喘振线上的第一组其余点全面提前;以及
在第二状况期间,通过局部延迟所述喘振线上的至少第三点和第四点调整所述喘振线;确定延迟增加量;并且基于所述延迟增加量全面延迟所述喘振线上的第二组其余点。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述第一状况包括松开加速器踏板大于阈值量和所述压缩机在所述松开加速器踏板期间不发生喘振;并且其中所述松开加速器踏板在所述压缩机映射图上的第五点处发生,所述第五点位于所述压缩机映射图上的所述喘振线的左侧,并且其中所述映射图上的所述第五点位于比所述喘振线上的所述第一组其余点更接近所述喘振线上的所述第一点和所述第二点的地方。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述第二状况包括基于位于所述压缩机的出口下游的节气门入口压力传感器的频率检测压缩机喘振事件;并且其中所述喘振事件在所述压缩机映射图上的第六点处发生,所述第六点位于所述压缩机映射图上的所述喘振线的右侧,并且其中所述映射图上的所述第六点位于比所述喘振线上的所述第二组其余点更接近所述喘振线上的所述第三点和所述第四点的地方。
14.根据权利要求11所述的方法,其进一步包括,在所述第一状况期间,将包括所述第一点和所述第二点的第一区域提前,并且进一步包括,在所述第二状况期间,延迟包括所述第三点和所述第四点的第二区域,并且其中所述第一区域与所述第二区域分开。
15.根据权利要求14所述的方法,其进一步包括,不延迟所述提前的第一区域直到所述喘振线上的所有区域均被调整;并且进一步包括,不将所述延迟的第二区域提前,直到所述喘振线上的所有区域均被调整。
16.根据权利要求14所述的方法,其进一步包括,在所述第一状况期间,响应于在所述映射图上的第三区域中发生的松开加速器踏板的次数大于第一阈值次数,将所述第一区域提前;并且进一步包括,响应于在所述映射图上的第四区域中发生的喘振事件的次数大于第二阈值次数,延迟所述第二区域;并且其中,在多次松开加速器踏板中的每次,所述松开加速器踏板大于所述阈值量,并且所述压缩机未发生喘振。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述第三区域包括第五点;并且其中所述第四区域包括第六点。
18.一种内燃发动机的涡轮增压器系统,其包括:
压缩机;
节气门入口压力传感器,其位于所述压缩机出口的下游和进气节气门的上游;
具有计算机可读指令的控制器,所述指令用于:
响应于获悉压缩机喘振线自适应的请求,
基于所述压力传感器的振幅大于阈值振幅并且所述振幅在所述压力传感器的阈值频率范围内,检测压缩机喘振事件;
确定在第一压缩机映射图区域中的压缩机喘振事件的次数,所述第一压缩机映射图区域包括检测到所述喘振事件的所述压缩机映射图上的第一映射图点;以及
响应于在所述第一映射图区域中的喘振事件的次数大于阈值次数,延迟包括位于喘振线上的第一喘振线点和第二喘振线点的第一喘振线区域;
其中在所述第一喘振线点和所述第二喘振线点中的每个与所述第一映射图点之间的距离小于在所述喘振线上的其余喘振线点中的每个与所述第一映射图点之间的距离。
19.根据权利要求18所述的系统,其中所述控制器包括进一步的指令,用于:响应于获悉所述喘振线自适应的所述请求,在松开加速器踏板大于阈值期间,检测到不存在所述压缩机喘振;确定在第二压缩机映射图区域中的松开加速器踏板事件的次数,所述第二压缩机映射图区域包括在所述压缩机映射图上的检测到所述松开加速器踏板的第二映射图点;并且响应于在所述第二压缩机映射图区域中的所述松开加速器踏板的次数大于松开加速器踏板的阈值次数,将第二喘振线区域提前,所述第二喘振线区域包括位于所述喘振线上的第三喘振线点和第四喘振线点;并且其中,在所述第三喘振线点与所述第四喘振线点中的每个与所述第二映射图点之间的距离小于在所述喘振线上的其余喘振线点中的每个与所述第二映射图点之间的距离。
20.根据权利要求19所述的系统,其中所述控制器包括进一步的指令,用于经由线性插值链接所述第一喘振线区域和所述第二喘振线区域;并且其中所述第一喘振线区域邻近所述第二喘振线区域。
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