专利名称：自适应可变几何涡轮增压器策略的制作方法
技术领域：
本发明一股涉及可变几何涡轮增压器领域。特别是，本发明提供了当致动 系统随着老化和使用而磨损时，用于调整涡轮机壳体进气口内被致动的空气动 力学叶片的校准的设备和方法。
背景技术：
对于涡轮增压器，通常期望控制;aA涡轮机的废气流量，以提高效率或者 运行范围。在可变喷嘴涡轮机("VNT")中，采用可变几何部件(例如叶片)
来控制废气流量。典型地， 一个常用的设计是，环绕涡轮mia气口设置多个枢
转叶片，并通过控制叶片从而改变叶片之间通道的喉部面积。该设计的各种方 法被公开在美国专利US7065966、 US4679984、 US4804316中，出于所有目的 其公开内容在此以弓间的方式被并入。
典型的VNT包括能够从延伸于硬停机关闭位置(在该位置叶片关闭in 流，直至叶片被物理阻止的点上)和硬停机打开位置之间(在该位置叶片打开 废气流，直至叶片纟皮物理阻止的点上)的流量^:置范围上致动叶片的致动器。 一个传織装置可l細来检测致动器的致动，以及由此得到的叶片位置。
在正常运行期间，涡轮增压器叶片在一个位置范围内被致动，该位置范围 中的最大关闭位置是对应于预设的、固定的质量流量值的最小流量位置。由于 可变几何系统(包括致动系统)内的公差和间隙，当设置给定质量流量时，对 于任何给定的涡轮增压器，其叶片位置和相关致动位置都具有可变性。因此， 每个涡轮增压器的致动系统在安装期间必须被校准，以确保指引叶片到合适(最 小流量)位置的致动，以获得固定的质量流量值。
随着涡轮增压器的老化，部件磨损会发生在可变喷嘴机械装置的致动系统 中。随着致动系统部件中该磨损的逐步增大，例如将致动器和VNT叶片机械相 连的杆和齿轮，该磨损会在预期叶片位置以及空气动力学负载^^牛下获得的实 际叶片位置之间产生一个缓慢增加的偏移。由于该偏差(即，缓慢增加的偏移)， 存储的最小流量致动器的致动位置不再精确，并且当命令致动器将叶片致动到
6其最小流量位置时，质量流量也达不到期望质量流量值。结果导致涡轮增压器 和相关发动机运行效率变低，排放增加。这些变化会明显表现为车辆性能和瞬 态行为改变方面的显著降低。
因此， 一直以来就需要一种用于ECU的设备和相关方法，以便在涡轮增压
器的整个使用寿命期间保持最小流量位置的精确记录。本发明的优选实施例满 足了这些方面以及其它方面的需求，并且提供了更多的相鄉越性。
发明内容
在各个实施例中，通过以低廉的成本，简单、轻便的设计典型地提供了一 种高效、可靠的涡轮增压发动机、涡轮增压器系统和/或涡轮增压器涡轮机，本 发明解决了某些或者全部上述需求。
本发明提供了一种包括可变几何控制器(即控制系统)的涡轮增压器，其 中所述可变儿何控制器执行自适应流量策略，以适应致动系统内的部件磨损。 特别是，该涡轮增压器包括设置在涡轮增压器通气道中的可变几何部件，以及 在致动位置范围上操作以在延伸于硬停机关闭位置和硬停机打开位置之问的中 间可变几何部件位置范围上使可变几何部件运动的致动器。中间位置包括对应 于期望流量状态的参考位置。该涡轮增压器进一步包括被配置成检测致动信息 的传感器，该致动信息指示了致动器的致动位置。
控制系统包括可操作用于读写信息的存储装置，以及与存储装置一起操作 以读写位置信息的处理装置。位置信息包括标识了对应于参考位置的传感致动 信息的参考位置信息，以及标识了在参考位置信息精度内确定变化的基线的变 化信息。处理装置可操作以间歇地命令致动器将可变几何部件致动到硬停机关 闭位置，从而读取其位于硬停机关闭位置时由传感器装置检测到的致动信息， 并且基于其位于硬停机关闭{體时传 &信息读耳妹重建参考位置信息。
有利地是，在硬停机致动期间的传，读取提供了有关致动系统中部件磨 损的信息，并因此提供了一种有关精度的方法，其可被致动系统用来命令可变 几何部件致动到它们各自的参考位置。进一步地，为了说明部件磨损，从而更 好地提供被致动到各自参考位置上的叶片，相同的传感器读取还可以提供信息 来重建参考位置信息。
通过下面对iM实施例的详细说明，并结合以示例阐述发明原理的附图， 本发明的其它特征和优点将显而易见。下面将对具体的 实施例进行详细描述，以便让人们构建和使用本发明的实施例，这些详细描述不应用来限制所列 的权利要求，恰恰相反，这些具体的 实施例是用来作为特定示例服务于本 发明的。
图1是包括本发明的带有涡轮增压器和中冷器的内燃机的系统布局图。
图2是涡轮增压器的更详细的平面视图，该涡轮增压器是图1所示系统的
一部分。
图3是图2中所示涡轮机的侧向剖视图。
图4是图3中所示涡轮机局部的横截面视图，横截位置如图3中所标识。
具体实施例方式
通过参照以下应当结合附图阅读的具体说明，可以更好地理解前面所总结 的，以及由所列权利要求限定的本发明。下面将对具体的 实施例进行详细 描述，以便让人们构建和使用本发明的实施例，这些详细描述不应用来限制所 列的权利要求，恰恰相反，这些具体的优选实施例是用来作为特定示例服务于 本发明的。
本发明的典型实施例在于用在涡轮增压器上的可变几何控制器，及其相关 方法和设备(例如，压缩机、涡轮增压器和涡轮增压内燃机)。这些实施例都是 可装配组件，通过釆用执行自适应控制策略的致动系统，提供改良的压力比和/ 或相关流量特性，其中自适应控制策略被配置为专门在位置范围上致动多个叶 片。
参照图1，本发明第一个实施例中，涡轮增压器101包括一个涡轮增压器 壳体和一个转子，该转子被配置为在涡轮增压器壳体内，位于止推轴承和经向 轴承(或者可替换的其它轴承，例如辦由承)上，沿着转子旋转轴线103旋转。 涡轮增压器壳体包括一个涡轮机壳体105、一个压縮机壳体107以及一个连接该 涡轮机壳体和该压縮机壳体的轴承壳体(bearing housing) 109(即中心壳体(center housing))。该转子包括一个大体上位于涡轮机壳体内的涡轮机叶轮111， 一个大 体上位于压縮机壳体内的压縮机叶轮113，以及一根沿着转子旋转轴线方向延伸 通过轴承壳体连接涡轮机叶轮和压縮机叶轮的轴115。
涡轮机壳体105和涡轮机叶轮111构成涡轮机，被配置为周向地接收来自 发动机(例如来自于内燃机125的扫忾歧管123)的高压高^J^t流m。高压高MiI气流驱动涡轮机叶轮(以及转子)绕转子旋转轴线103旋转，继而变成
低压低^^气流127，并且被轴向地排放至鹏夂气系统(未示出)中。
压縮机壳体107和压縮机叶轮113构皿缩禾几级。压縮机叶轮由被废气驱 动的涡轮机叶轮111驱动旋转，并且被酉fig为将轴向接收的输入空气(例如环 境空气131、或者在多级压縮机中来自前一级的已加压空气)压縮成加压气流 133，该加压气流从i^縮机中被周向喷出。由于压縮过程，所以加压气流的特征 在于其温度比输入空气增高。任选地，加压气流(空气流)可以被引导通过被 配置成为加压气流散热的对流中冷器135，增加其密度。冷却后的加压输出气流 (空气流)137被弓(导进入内燃机上的进气歧管139，或者在串鹏縮机情况中， 被弓l导进入随后一级中。舰ECU (发动t鹏制单元)151控制系统的运行， 该控制单元经由通信连接153和系统的其它部件相连。
参看图M，涡轮机壳体105构成一个通常的涡巻形蜗壳228，接收来自发 动机125的废气，并通过环形通道230将其引导到涡轮机叶轮111的叶片214 上。其后，废气流(如废气流127)轴向流过涡轮机护罩232，通过出口221将 废气从涡轮增压器排出到排气系统(iiAjg合的污染控制装置或者大气中)。
环形通道230中放置了多个枢转叶片234，其可操作以改变环形通道230 的几何皿，从而控制i^冲击涡轮机叶轮111的叶片214的角度。这样就能 控制传到压縮机叶轮113的冑疆，并最终控制供给发动机的空气总量。
该实施例的可变几何涡轮机喷嘴被设置在中心壳体109和涡轮增压器101 的涡轮机壳体一端之间。凸缘构件224和涡轮机壳体105处于装配状态下时， 在两者之间会构成空S空227，用来设置与可变几何涡轮机喷嘴共同使用的硬件， 下文将详细描述。存在于蜗壳228内的废气流过环形通道230，该环形通道由涡 轮机壳体105的内壁或侧壁231和环形喷嘴环238组成。
围绕环形通道230在其内部周向地设置多个枢转叶片234。这些叶片安装 在喷嘴环238上，该喷嘴环上具有多个径向间隔的孔，用来容纳和每个叶片234 相连的叶片销236。和每个叶片销的另一端相连的是叶片摇臂246，其皿如图 3中所示。通过焊接将叶片摇臂连接至lj叶片销236上，因此可旋转地将叶片234 连接到喷嘴环238上，以便令喷嘴环位于叶片和叶片摇臂之间。不过，也可以 舰飾飾的连接方法。
在环形通道230内设置多个间隔器(spacer) 286。如图所示，间隔器286
9位于多个叶片的边缘，且尺寸上其轴向长度比叶片长度长0.002至0.006英寸。 间隔^l皮压迫固定在喷嘴环238上的孔中。当然，也可以使用其它任何方法将 间隔器附在喷嘴环或涡轮机侧壁上。
协调环(unison ring) 248为环形环，其内径表面上有多个槽251。每个槽 容纳叶片摇臂246之一。至少三个径向间隔的辊子249被设置在协调环248的 内边缘。辊子249在协调环径向向内处被可旋转地安装在销255上，并且被安 装在凸缘构件224和喷嘴环238之间，凸缘构件224和喷嘴环238都有用于容 纳销的孔。为了允许喷嘴环238轻微的轴向移动，销255在这些孔内具有一定 的轴向间隙。辊子249上有环绕的环形沟槽，以容纳协调环248的内周边缘。 如果期望，销255和辊子249也可以被设置在协调环248的外边缘。
更迸一步，销255还具有P皿喷嘴环238旋转的功能。辊子249使协调环 248相对于凸缘构件224可轻易地旋转，并且辊子249与销255 —起确保了协调 环248和喷嘴环238之间的同心度，以及喷嘴环与凸缘构件之间的同心度。叶 片摇臂246的形状必须基本确保其在槽251内的摇摆动作，以避免在旋转调整 环248从而转动叶片234时卡住协调环248。
凸缘构件224包括用于容纳致动系统的凹陷部分，将在下面进行描述。与 盘形弹簧240 (Belleville spring)酉己合作用的肩台272在凸缘构件224中形成。 盘形弹簧40的径向外边缘的内侧(面对中心壳体的一侧)靠在肩台272之上， 在当装配完成时， 弹簧的径向内边缘的外侧作用于喷嘴环238的肩台部分 239，以便其迎着侧壁231对喷嘴环238和销286施加负载。除了一个用于容纳 下面定义的曲拐系统的间断，肩台272在凸缘224附近是连续的。
管状构件242大致为圆柱形，其中具有环形弯曲。设置管状构件242的尺 寸为可滑动地与喷嘴环238的内部径向表ra己合。如果^f可废气在喷嘴环238 之后泄漏并且进入凸缘224和涡轮机壳体105之间形成的腔227中，管状构件 242就起到密封的作用，从而将涡轮机壳体105密封，并和中心壳体109隔开。
叶片可在两个硬停机位置之间运动，亦即一个硬停机关闭位置，其中叶片 被物理地阻止进一步关闭，以及一个硬停机打开位置，其中叶片被物理地卩M: 进一步打开。硬停机关闭位置可以被定义为叶片的全关闭位置(即每个叶片都 阻碍着下一个叶片)，或者作为一个附加特征添加而定义为叶片物理PM:。物理 阻止可以是阻碍叶片进一步关闭的一个或者多个特征(例如凸出或者隆起)，或者题动系统的特征限制(例如协调环能移动多远以驱动叶片的物郷蹄lj)。在 后一种情况中，控制系统也许不能被调整以解除对下流(叶片一侧)的限制。
曲轴(beli crank)系统被用来在两^h硬停机位置之间旋转协调环248，这 两个硬停机位置是必需驱动叶片到其相应的fl更停机关闭位置和打开位置的两个 协调环j體。特别是，销250和第一连接构件254的一端刚性相连。销250与 协调环248内的相应的槽292配合，从而可将曲轴中的倒可运动传递到协调环 248。第一连接构件254的第二端和中间杆256刚性连接。中间杆256舰凸缘 构件224中的一个孔伸出到涡轮增压器组件的夕卜侧。^ffl衬套258与中间杆256 酉己合。中间杆256的另一端和第二连接构件260刚性连接，i^二连接构件通 am动杆291依次连接到致动器290上，如图4所示。
致动器可以是气动致动器，其在本领域是公知的。或者在本发明的范围内， 致动器可以是可替换的其它类型致动器，例如，旋转式电致动机构("REA")。 -个REA的例子可以从美国专利No.6360541中找到，出于所有目的其公开内
容在此以引用的方式并入。
在运行期间，致动杆291的线性运动驱动第二连接构件260旋转。该旋转 通过中间杆256驱动第一连接构件254旋转。销50将第一连接构件254的运动 转换为协调环248的旋转运动。依次的，当喷嘴环238保持静止时，叶片摇臂 246相对槽251的侧壁摆动以旋转叶片234。因此，作为对致动杆线性运动的反 应，多个相邻叶片之间形成的通道在几何上会有改变。在樹姚择REA的情况 下，多个通道在几何上的改变响应于致动杆的旋转，皿本领域是公知的。
如上戶腿，该实施例构成一个可变几何涡轮机，其包括位于涡轮miS气 口 (即，环形通道230)的可变几何部件(即，叶片234);致动器(致动器290)， 其在致动范围(直线的或者旋转的)上操作以在延伸于硬停机关闭位置到硬停 机打开位置之间的可变几何部件位置范围上使可变几何部件运动。尽管通过致 动器的致动，这些硬停机位置都能够被，腿，但在正常运行下为了限制硬停机 冲击致动器或相连的连接构件的效应，可变几何部件不会被完全驱动到硬停机。
作为替代，可操作的软停机位置(即，离极端硬停机位置不远的预定叶片 位置)被用来作为对正常运行中移动的限制。这些软停机位置定义了响应于期 望最小流量和最大流量状态的参考位置。与获得预期流率密切相关的这些位置 的精度对于ECU的子系统而言是关键性的，该ECU的子系统作为可变几何涡轮控制器("VGTC")运行，以控制叶片实现有效的涡轮增压器操作。应该注 意到，作为选择，VGTC可以被合并在REA内，或者在一个ECU和REA互连 的复合系统内构成。
为了在这些软停机之间精确tiy空制叶片234的致动，涡轮mas包括被配置
力微湖徴动信息的传麟292。致动信息指示了在倒可给定时间致动杆291相对 致动器290其它部分的致动位置。特别是，该传 检测直接和叶片的位移相 关的致动杆致动位移。对于气动致动器，该位移典型地为纵向位移，但是对于 REA，该位移典型地为旋转位移。VGTC釆用传递函数进4彌程，以使VGTC 微艮据检测到的致动信息计算出叶片的{體。
正如之前所提及，由于公差和间隙，在装配期间每个涡轮增压器必须被校 准，以确保在根据叶片位置的固有变化性的最小流量软停机处能获得相同的最 小流率。该校准是以涡轮增压器运行期间致动位置和叶片位置之间的关系为基 础的。特别是，该校准确定了获得期望的最小流量软停机流率的叶片位置，以 及运行期间为达到所期望的最小流量软停机叶片位置所需的相关致动位置。
随着涡轮增压器的老化，部件磨损发生在可变喷嘴机械装置的致动系统中。 该磨损会使致动器和叶片之间的连接松动。对于给定致动器的致动位置(即， 由传感器测定的，致动杆相对致动器其它部分的位移，)，该松动允许叶片具有 更大的移动范围。在空气动力负载下，该松动会让叶片被吹到另外的位置，该 位置不同于该叶片在没有松动的条件下应该保持的位置。结果是，松动改变了 涡轮增压器运行期间(即，空气动力负载)，检测至啲致动器致动位置和叶片位 置之间的关系(并因而改变了正确的传递函数)。
因此，磨损(即，松动)会在两个致动位置之间产生偏移，这两个致动位 置分别是在空气动力负载下将松动的叶片移动到期望最小流量软停机叶片位置 处的致动位置，和空气动力负载下将原始状况的叶片(即，致动系统变松之前 的叶片)移动到其期望最小流量软停机叶片位置处的致动位置。同样地，磨损
在关于松动的、硬停机关闭^:置的致动位置，和关于原始状况下硬停机关闭位
置的致动位置之间也会产生类似的偏移。另外，松动还增加了致动位置范围， 致动器必须经过这些位置范围，才能驱动叶片在其硬停机关闭和打开位置之间 移动(不论何种松动)。
为了补偿该偏移，采用自适应最小流量策略对VGTC进伊J程。特别是，VGTC以特定的时间间隔测i式致动系统，以确定对于当前的传递函数，系统是
否已经遭受了足够的磨损，从而使得期望叶片位置和实际获得的叶片位置之间
产生了显著偏移。如果已经发生这样的磨损，VGTC会建立一个新的传递函数， 以更好地描述关于致动位置的叶片位置。
在当前描述的实施例中，VGTC在发动机每次发生接通的时刻测试致动系 统(即，测试的时间间隔)。为了测试系统是否已经遭受了显著磨损，VGTC命 令致动器在硬停机关闭和硬停机打开位置之间充分强制驱动叶片。应该注意到， 空气动力负载会自然地驱使每个叶片朝向其最大打开位置(在松动产生的小范 (萄移动内)，因此叶片可以在致动器驱使其达到硬停机打开j立置之前，先行达到 硬停机打开位置。不过，在叶片移动的硬停机关闭一端则不是这种情况，因为 空气动力负载将ffljh每个叶片到达硬停机关闭位置直到致动器强制驱使叶片到 达该位置。
当叶片被致动器强制驱动到硬停柳M时，VGTC监控传繊读取，并计 算相关的致动器位移范围。应当理解的是，致动系统的测试不会命令涡轮增压 器在有效水平下运行，因此该观赋不被看作是常规的运行状况(常规的运行状 况在前面被描述为不超过软停机位置)。
然后，VG TC会将本次位移范围和之前测定的位移范围进行比较，其中之
前测定的位移范围尉旨在当前传递函数被确定时测定的位移范围。增大了的位 移范围表明致动系统中增加了的松动，以及附加的磨损。如果磨损中的改变将 使得叶片的期望位置(例如，最小流量软停机位置)和基于当前传递函数实际 获得的相关叶片位置之间产生显著偏移，则当前测定的位移范围被认为较之前 测定的位移范围具有显著的改变。位移范围变化的程度是很重要的，其构成了 一个比较标准，该标准能以涡轮增压器运行中由于变化的叶片位置而导致的变 化为基础，被分析i喊者i微地确定，并且能被储存在VGTCs，i/^戈码或者数 据中。该标准可以是给定涡轮增压器的常数值，也可以是出现在(在试验或者 分析中)影响涡轮增压器运行中的tti可变量的函数。
如果检测到显著的范围变化，VGTC会将和新测定的硬停机关闭位置相距 预设偏移量的^(立置确定为叶片新的最小流量软停机卩立置。当VGTC首次和涡轮 增压器一起工作时(该涡轮增压器已在近期被校准)时，预设偏移能被VGTC 初始确定。如果用到另外的参考位置，则这些参考位置能以新测定的硬停机关闭位置、新测定的硬停机打开位置或者两个新测定的位置的组合为基础而被重 新确定。
尽管戶/M实施例采用硬停机关闭位置和打开位置之间的位移范围作为确定 致动系统中的部件磨损程度的变化信息，但应当理解的是，其它变化信息也能 被用作确定部件磨损的基础。例如，仅比较当前硬停机关闭位置和之前硬停机 关闭位置的基线(从确定当前最小流量软停机位置的时刻起)，就是一个替代方 法。此外，尽管所述处理装置被配置为仅在新测定位移范围信息和以前测定的 位移范围信息之间至少有一个预设标准不同的时刻重建参考位置，但其应当被 理解为在每一个观赋时间间隔，参考位置都可能被重建。
VGTC包括可操作用于读写信息的存^^置以及与存^^s—起操作以将
位置信息写入和读出存储装置的处理装置。位置信息包括参考位置信息，即相 应于参考位置的被检测到的致动信息(例如，目前用到的关于最小流量软停机 位置的致动信息)，还包括变化信息，即用于在参考位置信息精度范围内确定变 化的基线(亦即，确定当前参考位置信息时的硬停机关闭和打开位置，和/或确 定当前参考位置信息时的硬停机关闭和打开位置之间的位移范围)。
处理装置可操作以(g卩，通过软件或者硬件编程)读取由传感器装置检测 到的致动信息，间歇地命令致动器将可变几何部件致动到硬停机关闭位置(以 及到硬停机打开位置)，并且在致动期间以传自信息读取为基础重建参考位置 信息(例如，当传 读出表明已经发生了显著的磨损时)。处理^a可操作， 以便通过在可变几何部件位于硬停机关闭位置时读出传感器信息，并且通过当 可变几何部件距离硬停机位置为预设角度增量时计算传感器信息应该是什么， 来重建参考位置信息。
每当相关流量状态适合涡轮增压器的有效运行时，处理装置进一步可操作 地从存储装置中读取参考位置信息，并且命令致动器将可变几何部件致动到参 考位置(以读取的参考位置信息为基础)。正如之m及的，典型的参考位置(或 者这样的参考位置之一)尉旨在涡轮机的正常运行期间，处理装置命令致动器 将可变几何部件致动到达的最低流量位置。另一个参考位置可以是在涡轮机的 正常运行期间，处理装置命令致动器将可变几何部件致动到达的最高流量位置。
在运行中，通aj空制致动器，戶腿VGTC控制着可变几何涡轮机的运行， 其中所述可变几何涡轮机包括设置在涡轮机进气口中的可变几何部件，以及其
14中所述控制器被设置为在硬停机关闭位置和硬停机打开位置之间的流量位置范 围内致动可变几何部件。致动器还包括传 装置，其被设置为用于检测致动 器致动范围的信息。
特别是，VGTC建立了参考^g信息来引导可变几何部件运行到位于硬停 机关闭位置和硬停机打开位置中间的参考位置。另外，VGTC间歇地命令致动 器致动到硬停机关闭位置，并且在致动期间，以传自信息读取为基础重建参 考位置信息。
需要理解的是，本发明进一步包括用于设计和生产涡轮增压器系统的相关 装置和方法，以及涡轮增压器系统装置和方法本身。简而言之，在本发明预计 范围之内，上面公开的特征可以被组合为范围广泛的各种配置。
虽然己经说明和描述了本发明的特定形式，但是在不脱离本发明的精神和 范围的情况下能够实现各种各样的修改，这一点依然是显而易见的。本发明的 控制系统能被修改以便用来致动各禾中涡轮机上的可变几何部件，其中包括美国 专利US4804316公开的涡轮机，出于所用目的该专利公开内容在此以弓间的方 式并入。此外，控制系统还能被修改以便在采用本领域公知的压缩机的致动器 和传感器的情况下，致动给定涡轮增压器的压缩机的可变几何部件。因此，本 发明并不希望!肚述讨论所限制，而是参照所附权禾崾求来限定。
权利要求
1、一种与可变几何涡轮机一起工作的可变几何涡轮机控制器，所述可变几何涡轮机包括位于涡轮机进气口内的可变几何部件；致动器，其在致动位置范围上操作以在延伸于硬停机关闭位置和硬停机打开位置之间的可变几何部件位置范围上使可变几何部件运动，其中所述可变几何部件位置包括对应于期望流量状态的参考位置；以及被配置成检测致动信息的传感器，该致动信息指示了致动器的致动位置；该可变几何涡轮机控制器包括存储装置，其可操作用于读写信息；以及处理装置，其与存储装置一起操作以读写位置信息，包括标识了对应于参考位置的传感致动信息的参考位置信息，并且包括标识了在参考位置信息精度内确定变化的基线的变化信息；其中，处理装置可操作以间断地命令致动器将可变几何部件致动到硬停机关闭位置，从而读取在可变几何部件位于硬停机关闭位置时由传感器装置检测到的致动信息，并且基于可变几何部件位于硬停机关闭位置时传感器信息读取来重建参考位置信息。
2、 如权利要求1所述的可变几何涡轮机控制器，其特征在于，处理装置可 操作以读取参考位置信息，并且基于读到的参考位置信息命令致动器将可变几 何部件致动到参考位置上。
3、 如权利要求戶脱的可变几何涡轮机控制器，其特征在于，参考位置是 指，在涡轮机的正常运行期间，处理装置命令致动器将可变几何部件致动到达 的最低流量位置。
4、 如权利要求1所述的可变几何涡轮机控制器，其特征在于，处理装置可 操作，以通过在可变几何部件位于硬停机关闭位置时读出传感器信息，并且通 过可变几何部件距硬停机位置为预设角度增量时计算传感器信息应该是什么， 来重建参考位置信息。
5、 如权利要求I戶腿的可变几何涡轮树空制器，其特征在于，变化信息包 括关于位移范围的被测定位移范围信息，致动器在该位移范围上运行，以便在硬停机关闭位置和硬停机打开位置之间驱动可变几何部件。
6、 如权禾腰求5爿腿的可变几何涡轮+鹏制器，其特征在于，处理装置被设置为，仅当新测定的位移范围信息和之前测定的位移范围信息之间相差至少 一预定标准时，处理装置重建参考位置。
7、 如权利要求1 "脱的可变几何涡轮机控制器，其特征在于， 变化信息包括关于位移范围的被测定位移范围信息，致动器在该位移范围上运行，以便在硬停机关闭〗立置和硬停机打开位置之间驱动可变几何部件；处理装置被配置成，仅当新测定的位移范围信息和之前测定的位移范围信息之间相差至少一预定标准时，处理装置重建参考位置。参考位置是指，在涡轮机的正常运行期间，处理装置可以命令致动器将可变儿何部件致动到达的最低流量位置。以及处理装置可操作，以便通过在可变几何部件位于硬停机关闭位置时读出传感器信息，并且通过当可变几何部件距硬停机位置为预设角度增量时计算传感器信息应该是什么，来重建参考位置信息。
8、 一种控制可变几何涡轮丰脆行的方法，戶腿可变几何涡轮机包括位于涡轮ait气口的可变几何部件；致动器，被配置成在致动位移范围上操作以在 延伸于硬停机关闭位置和硬停机打开位置之间的可变几何部件位置范围上致动 可变几何部件；以及传感器装置，被配置成检测关于致动器致动程度的传感信 息；臓方激括建立参考位置信息，所述参考位置信息用于引导可变几何部件运行到位于 硬停机关闭位置与硬停机打开位置中间的参考位置；间歇地命令致动器将可变几何部件致动到硬停机关闭位置，并且在致动期间基于传感器信息读取来重建参考位置信息。
9、 如权利要求8戶腿的控制可变几何涡轮丰腿行的方法，其特征在于，在间歇地命令致动器的步骤中，致动器还被进一步致动以驱使可变几何部件到硬 停机打开位置，并且以在硬停机关闭位置和硬停机打开位置两处的传感器信息 读取为基础来重建参考位置信息。
10、 一种包括可变几何控制器的涡轮增压器，该涡轮增压器包括设置在 涡轮增压器通风道中的可变几何部件；致动器，其在致动位置范围上操作，以 在延伸于硬停机关闭位置和硬停机打开位置之间的可变几何部件位置范围上使 可变几何部件运动，其中所述可变几何部件位置包括对应于期望流量状态的参 考位置；以及被配置成用于检测致动信息的传感器，该致动信息指示了致动器的致动位置，该涡轮增压器包括存^t^S，其可操作用于读写信息；以及处理装置，其与存储装置一起操作以读写位置信窗、，包括参考位置信息， 即对应于参考位置的被检领倒的致动信息，以及变化信息，即在参考位置信息精度之内确定变化的基线；其中，处理，可操作，以间断地命令致动器将可变几何部件致动到硬停 机关闭位置，从而在可变几何部件被驱动到硬停机关闭位置时读取由传感器装置检测到的致动信息，并且基于可变几何部fHi于硬停机关闭位置时的传感器信息读取来重建参考位置信息。
11、如权禾腰求10爿腿的涡轮增压器，其特征在于，变化信息包括关于位 移范围的被测定位移范围信息，致动器在该位移范围上运行，以便在硬停机关 闭位置和硬停机打开位置之间驱动可变几何部件。
12、 --种与可变几何涡轮机一起工作的致动器，其特征在于，所述可变几 何涡轮机包括设置在涡轮丰腿气口内的可变几何部件，该致动器包括致动机构，其在致动位置范围上操作，从而在延伸于硬停机关闭位置和硬 停机打开位置之间的可变几何部件位置范围上使可变几何部件运动，其中可变几何部件位置包括对应于期望流量状态的参考位置；被配置鹏测致动信息的传繊，该致动信息指示了致动器的致动位置； 存储装置，其可操作用于读写信息；以及处理装置，其与存储装置一起操作以读写位置信息，包括标识了对应于参 考位置的被检测致动信息的参考位置信息，并且包括标识了在参考位置信息精 度之内确定变化的基线的变化信息；其中，处理装置可操作，以间断地命令致动机构将可变几何部件致动到硬停机关闭位置，从而在可变几何部件位于硬停机关闭位置时读取由传感器装置 检测到的致动信息，并且基于可变几何部件位于硬停机关闭位置时的传感器信息读取来重建参考^a信息。
13、 如权禾腰求12 0M的致动器，其特征在于，该致动机构是旋转式电致 动机构。
14、 如权利要求12所述的致动器，其特征在于，变化信息包括关于位移范 围的被测定位移范围信息，致动器在该位移范围上操作，以在硬停机关闭位置和硬停机打开位置之间驱动可变几何部件。
全文摘要
本发明涉及自适应可变几何涡轮增压器策略。具体地，提供了一种可变几何涡轮增压器，其在涡轮机进气口内使用了多个叶片，并且在涡轮机壳体中由协调环和整体铸造壁共同构成喷嘴壁。致动器通过齿条和小齿轮驱动曲柄轴来旋转协调环，从而在延伸于硬停机关闭位置和硬停机打开位置之间的叶片位置范围上使叶片运动，其中叶片位置还包括对应于期望流量状态的参考位置。可变几何涡轮机控制器采用了指示致动器的致动位置的传感器，以引导叶片运行到参考位置。控制器间歇地命令致动器驱动叶片到硬停机关闭位置和硬停机打开位置，并且使用来自这些位置的传感器信息来重建供致动器用来引导叶片致动的参考位置信息。
文档编号F02B37/24GK101446229SQ20081019115
公开日2009年6月3日 申请日期2008年11月12日 优先权日2007年11月13日
发明者A·C·洛夫, B·斯茨伊巴, G·阿格纽 申请人:霍尼韦尔国际公司