用于诊断涡轮增压器的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开用于基于测量油压值监测涡轮增压器的方法。所述方法包括接收指示涡轮增压器的加压油供应的监测压力的信号的步骤(步骤904)；确定所述信号的高频分量的步骤(步骤906)；判定所述信号的高频分量是否满足一个或多个指定标准的步骤(步骤908)；和如果所述信号的高频分量满足一个或多个指定标准则则生成第一控制信号的步骤(步骤916)。
【专利说明】用于诊断涡轮增压器的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年10月31日提交的美国临时专利申请第61/553，896号的权益，并且是2011年9月16日提交的美国专利申请第13/234，517号的部分继续申请，上述申请的每一个的公开内容为了所有目的通过引用全部结合于本发明。
【技术领域】
[0003]本发明中的主题的实施例涉及内燃发动机系统。其它实施例涉及涡轮增压器。
【背景技术】
[0004]涡轮增压器可以在发动机系统中使用以增加供应到发动机以便燃烧的空气的压力。在一个例子中，涡轮增压器包括联接在发动机的排气通道中的涡轮机，所述涡轮机经由轴至少部分地驱动压缩机以增加进气压力。许多涡轮增压器使用轴颈轴承(journalbearings)来支撑旋转轴。这些轴承用加压油供应进行润滑，所述加压油供应通过使用控制阀或孔口被调节到相对恒定压力。通常，稳定油压由压力传感器(pressure transducer)和控制系统监测以保证机器适当地润滑和冷却。
[0005]随着时间改变，轴和/或轴颈轴承或相关部件可能受到磨损。最终,轴颈轴承例如可能出故障。通常，由于该原因，涡轮增压器的寿命比发动机的其余部分短。而且，由于储存在涡轮增压器中的能量的高水平，它的故障通常是灾难性的。这导致发动机的意外停机，这会为系统的操作者带来安全和成本后果。
【发明内容】
[0006]因此，在一个实施例中，一种方法包括接收指示涡轮增压器或其它涡轮机械的加压油供应的监测压力的信号。所述方法还包括确定信号的高频分量是否满足一个或多个指定标准。如果压力的高频分量满足一个或多个指定标准，则生成第一控制信号。例如，所述控制信号可以启动与涡轮增压器的预测健康(或其它操作状态)相关的操作者警报。
[0007]所述涡轮增压器的所述预测健康可以指示所述涡轮增压器的退化。作为例子，当所述涡轮增压器轴的轴承间隙由于磨损而增加时，所述涡轮增压器轴可能变得不平衡，由此生成或增加所述信号的所述高频分量的频率。通过监测所述信号的所述高频分量，可以监测轴承健康并且可以采取适当措施以调节涡所述轮增压器的所述操作和/或为所述涡轮增压器提供维护以防止例如意外故障。
[0008]应当理解提供以上的简要描述是为了以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。不意味着确定权利要求主题的关键或必要特征，权利要求主题的范围由紧接着详细描述的权利要求唯一地限定。此外，权利要求主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中所述的任何缺点的实现方式。
【专利附图】
【附图说明】[0009]参考附图，通过阅读非限定性实施例的以下描述将更好地理解本发明，其中在下面:
[0010]图1显示具有涡轮增压器的车辆的示意图。
[0011]图2显示涡轮增压器的一部分的横截面图。
[0012]图3显示流程图，示出基于压力测量诊断涡轮增压器的方法。
[0013]图4显示流程图，示出使用压力信号的频率含量诊断涡轮增压器的方法。
[0014]图5显示压力信号的频率含量的图形。
[0015]图6显示流程图，示出基于压力测量诊断涡轮增压器的方法。
[0016]图7显示涡轮增压器的一部分的横截面图。
[0017]图8显示压力对比时间信号分析的图形。
[0018]图9显示流程图，示出基于涡轮增压器的油供应腔中的压力测量诊断涡轮增压器的方法。
【具体实施方式】
[0019]以下描述涉及用于诊断涡轮增压器的方法和系统的各种实施例。一个示例性方法包括接收指示润轮增压器或其它润轮机械(other turbomachine)的加压油供应的监测压力的信号。所述方法还包括确定信号的高频分量(high frequency component)是否满足一个或多个指定标准，并且如果压力的高频分量满足一个或多个指定标准，则生成第一控制信号。在一些实施例中，方法还包括确定信号的基线分量(baseline component)的变化的幅度是否超过阈值量。如果所述基线分量变化超过所述阈值量，则生成第二控制信号。第一和第二控制信号可以指示涡轮增压器的退化。例如，由于磨损，轴承间隙可能增加并且涡轮增压器轴可能变得不平衡。因而，所述信号的所述高频分量例如可以增加，并且所述信号的所述基线分量可以减小。因此，通过监测压力信号的高频和基线分量，可以确定涡轮增压器的退化，这将在下面更详细地进行描述。
[0020]在一个实施例中，涡轮增压器可以联接到车辆中的发动机。机车系统可以用于举例说明为具有涡轮增压器或多个涡轮增压器可以附连到的发动机的车辆的类型之一。车辆的其它类型可以包括公路车辆和其它非公路车辆，例如矿山设备和船舶。本发明的其它实施例可以用于联接到固定发动机的涡轮增压器。发动机可以是柴油机，或者可以燃烧另一种燃料或燃料的组合。这样的替代燃料可以包括汽油、煤油、生物柴油、天然气和乙醇。合适的发动机可以使用压缩点火和/或电火花点火。
[0021]图1显示在本发明中描述为轨道车辆106 (例如，机车)的车辆系统100的示例性实施例的方块图，所述轨道车辆106构造成经由多个车轮112在轨道102上行驶。如图所不，轨道车辆106包括具有发动机104(例如内燃发动机)的发动机系统。
[0022]发动机104从进气通道114接收用于燃烧的进气。进气通道114接收来自空气过滤器(未显示)的环境空气，所述空气过滤器过滤来自轨道车辆106的外部的空气。由发动机104中的燃烧产生的排气供应到排气通道116。排气流动通过排气通道116，并且流出轨道车辆106的排气管。
[0023]发动机系统包括布置在进气通道114和排气通道116之间的涡轮增压器120 ( “TURBO”)。涡轮增压器120增加吸入到进气通道114中的环境空气的空气充气(aircharge)以便在燃烧期间提供更大的充气密度(charge density)以增加功率输出和/或发动机操作效率。涡轮增压器120可以包括至少部分地由涡轮机(未在图1中显示)驱动的压缩机(未在图1中显示)。尽管在该情况下显示单涡轮增压器，但是系统可以包括多个涡轮机和/或压缩机级。下面参考图2更详细地描述涡轮增压器。
[0024]在一些实施例中，车辆系统100还可以包括联接在涡轮增压器120的上游或下游的排气通道中的排气处理系统。在一个示例性实施例中，排气处理系统可以包括柴油氧化催化剂(DOC)和柴油微粒过滤器(DPF)。在其它实施例中，排气处理系统可以附加地或替代地包括一个或多个排放控制装置。这样的排放控制装置可以包括选择性催化还原(SCR)催化剂、三元催化剂、NOx捕集器或各种其它装置或系统。
[0025]轨道车辆106还包括控制器148以控制与车辆系统100相关的各种部件。在一个例子中，控制器148包括计算机控制系统。控制器148还包括计算机可读存储介质(未显示)，所述计算机可读存储介质包括用于允许车载监测和控制轨道车辆操作的代码。当监视车辆系统100的控制和管理时，控制器148可以配置成接收来自各种发动机传感器150 (如本发明中进一步阐述)的信号以便确定操作参数和操作条件，并且相应地调节各种发动机致动器152以控制轨道车辆106的操作。例如，控制器148可以接收来自各种发动机传感器150的信号，包括但不限于发动机速度、发动机负荷、增压压力、排气压力、环境压力、排气温度、进气歧管空气压力(MAP) 154等。相应地，控制器148可以通过将命令发送到各种部件(例如牵引马达、交流发电机、汽缸阀、节气门等)控制车辆系统100。在一个例子中，控制器148可以响应发动机曲柄箱压力大于阈值压力停止发动机。
[0026]在一个实施例中，如下面参考图3所述，控制器148可以配置成从定位在涡轮增压器内的各种位置(例如第一和第二不同位置)的多个压力传感器接收指示压力的信号。作为例子，输出第一压力信号的第一压力传感器可以定位在涡轮增压器的密封腔中并且输出第二压力信号的第二压力传感器可以定位在涡轮增压器的油腔中。控制器可以响应第一压力和第二压力之间的差大于一个阈值差识别涡轮增压器的退化。
[0027]图2显示可以联接到发动机的涡轮增压器200 (例如上面参考图1所述的涡轮增压器120)的示例性实施例的视图。图2中所示的视图是涡轮增压器200的一部分的横截面图。在一个例子中，涡轮增压器200可以螺栓连接到发动机。在另一例子中，涡轮增压器200可以联接在发动机的排气通道和进气通道之间。在其它例子中，涡轮增压器可以由另一合适的方式联接到发动机。
[0028]涡轮增压器200包括涡轮机202和压缩机204。来自发动机的排气穿过涡轮机202，并且来自排气的能量转换成旋转动能以旋转轴206，所述轴又驱动压缩机204。当环境进气通过旋转压缩机204被吸引时环境进气被压缩(例如，空气的压力增加)使得空气的更大质量可以输送到发动机的汽缸。
[0029]在一些实施例中，涡轮机202和压缩机204可以具有独立壳体，所述独立壳体例如螺栓连接在一起，使得形成单一单元(例如，涡轮增压器200)。作为例子，涡轮机可以具有由铸铁制造的壳体并且压缩机可以具有由铝合金制造的壳体。在其它例子中，涡轮机和压缩机的壳体可以由相同材料制造。应当理解涡轮机壳体和压缩机壳体可以由任何合适的材料制造。
[0030]如图2中所示，第一压力传感器232定位在压缩机壳体中的扩压器(diffuser) 228处以测量压缩机壳体中的压力。扩压器228是压缩机壳体中的分叉管道，其将速度能量转换成例如压力能量。压力传感器232可以是例如换能器(transducer)，其取决于所施加的压力生成信号。扩压器228处的压力可以大致等于进气歧管空气压力(MAP)。例如，在一些发动机系统的第八凹口(notch)处，第一压力传感器232可以测量大约45psig(大约3巴)的压力。
[0031 ] 涡轮增压器200还包括轴承208以支撑轴206，使得轴可以在高速下以减小的摩擦旋转。涡轮增压器还可以包括润滑系统以减小轴承的退化并且保持轴承的温度(例如，保持轴承冷却)。当发动机在操作时，发动机油或发动机冷却剂的恒定流动可以穿过例如涡轮增压器。在一个例子中，加压发动机油可以经由油入口(未显示)进入涡轮增压器。过量的油可以收集在油腔212中，并且油通过与油腔212流体耦合的出口(未显示)离开涡轮增压器200。如图2中所示，油腔压力传感器230定位在油腔212中以测量油腔中的压力。油腔压力传感器230可以作为第一压力传感器232的附加，或者它可以作为第一压力传感器的替代。油腔压力传感器230可以是例如换能器，其取决于所施加的压力生成信号。
[0032]如图2中所示，涡轮增压器200还包括两个非接触密封件(例如，迷宫式(labyrinth)密封件)，定位在油腔212和涡轮机202之间的涡轮机迷宫式密封件216以及定位在油腔212和压缩机204之间的压缩机迷宫式密封件218。当在本发明中使用时迷宫式密封件表示提供弯曲或曲折路径以帮助防止泄漏的一种类型的机械密封件。(例如与O形圈或类似圆形密封件相反)。在一个实施例中，迷宫式密封件可以由紧紧地压靠在另一部件上的许多凹槽或螺纹组成。在本发明中，迷宫式密封件应用于旋转轴系统，在迷宫式螺纹的尖端和运转表面之间有小间隙。以该方式，迷宫式密封件通过控制流体的通过提供非接触密封作用。迷宫式密封件216和218因此例如可以通过提供扭曲、弯曲路径减小用于润滑轴承208的发动机油泄漏到涡轮机202和压缩机204。由于迷宫式密封件216和218是非接触密封件，因此可以减小围绕轴承208和轴206的摩擦，同时也减小油泄漏。在一个例子中，迷宫式密封件216和218可以与轴承208间隔预定距离。可以参考例如在小于一英寸的大约1/4000(大约6xl0-4cm)的范围内的专用参数确定合适确定距离。
[0033]涡轮增压器200还包括密封腔234，所述密封腔234从靠近压缩机迷宫式密封件218的压缩机204的后面延伸到靠近涡轮机迷宫式密封件216的区域。密封腔234是在涡轮增压器200的壳体中的空气通道。如图2中所示，密封腔234包括孔口 236。孔口 236构造成生成扼流气流(choked air flow)。在这样的构造中，扼流气流可以在更远下游生成更大的压力差，导致涡轮增压器200中的各种位置之间的压力的差的更好检测。密封腔234还包括第二压力传感器238以测量密封腔234中的压力。如图2中所示，第二压力传感器238位于密封腔234的端口处。第二压力传感器238可以是例如换能器，其取决于所施加的压力生成信号。密封腔234中的压力可以高于例如油腔212中的压力，使得油可以保持在油腔中。作为例子，在某些发动机系统的第八凹口处，压力传感器238可以测量大约27psig (大约2巴)的压力。
[0034]每个压力传感器位置可以具有不同压力。例如，在压缩机壳体中的扩压器228处的压力可以高于密封腔234中的压力，并且密封腔234中的压力可以高于油腔212中的压力。此外，每个压力之间的差可以随着操作条件(例如涡轮机或压缩机速度、发动机的凹口设置、环境温度和/或压力等)变化。当涡轮机迷宫式密封件216和/或压缩机迷宫式密封件218的退化由于转子不平衡或轴向位移引起轴206磨擦密封件而发生时，密封腔234中的压力可以减小，而压缩机壳体中的扩压器228处的压力保持大致相同。因而，可以基于在密封腔234中测量的压力和在压缩机壳体中的扩压器228处测量的压力之间的压力差大于相应的阈值差诊断迷宫式密封件216和218的退化。
[0035]在一个实施例中，系统包括具有压缩机和涡轮机的涡轮增压器，生成第一信号的第一压力传感器，以及生成第二信号的第二压力传感器。第一压力传感器布置在涡轮增压器的油腔中，并且第二压力传感器布置在涡轮增压器的密封腔中。系统还包括控制器，所述控制器配置成识别来自第一信号的第一压力和来自第二信号的第二压力并且如果第一压力和第二压力之间的差大于第一阈值差则识别涡轮增压器的退化。在实施例中，识别涡轮增压器的退化包括输出例如用于启动警报或警告或控制车辆系统的控制信号。
[0036]在一些实施例中，可以安装在轨道车辆或其它车辆中的升级套件可以包括非暂时计算机可读介质，其包括如上所述基于在涡轮增压器内测量的压力值确定涡轮增压器的退化的指令。升级套件还可以包括可以安装在涡轮增压器系统中的多个压力传感器或其它机械元件。
[0037]图3、图4和图6显示流程图，示出可以在包括联接到发动机的涡轮增压器的车辆系统中执行的示例性方法。图3显示基于涡轮增压器内的测量压力差诊断围绕涡轮增压器轴布置的非接触密封件的退化的方法。图4显示基于涡轮增压器内的测量压力的频率含量诊断涡轮增压器的涡轮机或压缩机的退化的方法。图6显示基于涡轮增压器内的测量压力诊断围绕涡轮增压器轴布置的非接触密封件的退化的方法。参考图3、图4和图6所述的方法可以由相同的控制器并且例如同时执行。作为例子，第二压力可以被测量以与第一压力比较，第二压力的频率含量(frequency content)也可以被确定,并且第一和/或第二压力可以与相应的阈值压力比较。此外，当涡轮增压器所联接的发动机正在操作时(例如，当燃烧正在发生时)可以执行参考图3、图4和图6所述的方法，并且当涡轮增压器定位在其中的车辆正在行驶时可以执行所述方法。
[0038]在一个示例性实施例中，一种方法包括确定涡轮增压器中的第一位置处的第一压力，确定涡轮增压器中的第二位置处的第二压力，并且确定第二压力的频率含量。方法还包括基于第一压力和第二压力之间的差和第二压力的频率含量诊断涡轮增压器的状况(condition)。
[0039]参见图3，显示用于诊断涡轮增压器(例如上面参考图2所述的涡轮增压器200)的状况的方法300。具体地，方法包括经由定位在涡轮增压器内的各种位置处的压力传感器测量压力并且比较测量压力值。例如，在第一位置处测量的第一压力与在第二位置处测量的第二压力比较。基于测量压力值的差确定涡轮增压器的退化。如上所述，当涡轮增压器所联接的发动机在操作时执行方法，并且当涡轮增压器定位在其中的车辆(例如轨道车辆)正在行驶时可以执行方法。以该方式，涡轮增压器的各种腔之间的压力差可以大到足以测量。
[0040]在步骤302,确定系统操作条件(operating conditions)。操作条件可以包括增压压力、环境压力、环境温度、发动机凹口设置等。
[0041]一旦确定操作条件，方法进入步骤304，其中在第一位置处测量第一压力。如上所述，涡轮增压器可以具有定位在涡轮增压器内的各种位置处的多个压力传感器。因而，第一压力可以由位于油腔中的第一压力传感器、位于压缩机壳体中的扩压器处的压力传感器或位于密封腔中的压力传感器测量。在其它实施例中，可以在涡轮增压器内的另一合适位置处测量第一压力。
[0042]在步骤306处，在第二位置处测量第二压力。第二位置可以是不同于第一位置的位置。例如，第一压力可以由油腔中的第一压力传感器测量并且第二压力可以由密封腔中的第二压力传感器测量。作为另一例子，第一压力可以由位于压缩机壳体中的扩压器处的第一压力传感器测量并且第二压力可以由密封腔中的第二压力传感器测量。在其它实施例中，可以在涡轮增压器内的另一合适位置处测量第二压力。
[0043]一旦确定第一压力和第二压力，在步骤308判定第一压力和第二压力之间的差是否大于阈值差。评估第一和第二压力所对照的特定阈值差可以取决于第一和第二压力在涡轮增压器中的感测位置，不同的位置组合具有不同的阈值差。例如，密封腔中的压力和油腔中的压力之间的阈值差(如果在这些位置处测量第一和第二压力)可以是第一阈值差，并且密封腔中的压力和压缩机壳体中的扩压器处的压力之间的阈值差(如果在这些位置处测量第一和第二压力)可以是第二阈值差。第一阈值差可以具有不同于第二阈值差的值，原因是测量压力的每一个可以在正常操作条件下具有不同值。作为例子，在涡轮增压器健康(例如，未退化)的正常操作条件下，油腔中的第一压力可以具有特定值并且在密封腔中测量的第二压力可以具有更高值使得油腔保持油。此外，在密封腔中测量的压力可以随着操作条件(例如发动机凹口、发动机速度、环境温度、环境压力、发动机油温度、发动机冷却剂温度、燃料喷射进角、充气压力、涡轮增压器速度和/或充气温度)而变化。例如，密封腔可以在更高发动机凹口处具有更高压力(例如，在第八凹口处相比于第四凹口处)。类似地，阈值差可以基于操作条件(例如压缩机速度、发动机负荷、发动机凹口等)而变化。例如，当压缩机的速度减小时，密封腔压力也可以减小，导致密封腔和油腔之间的减小压力差。因而，为了关于可能的涡轮增压器退化评估这些位置处的压力，密封腔和油腔之间的阈值差可以相应地减小使得不错误地识别涡轮增压器的退化。
[0044]作为另一例子，在涡轮增压器健康的正常操作条件下，压缩机壳体中的扩压器处的第一压力可以具有类似于歧管空气压力的值并且在密封腔中测量的第二压力可以具有更低的值。在压缩机壳体中的扩压器处和密封腔中测量的压力可以随着操作条件、例如发动机凹口设置和涡轮增压器速度而变化。例如，在密封腔中的扩压器处测量的压力可以随着发动机凹口而增加(例如，压力在第七凹口处比在第六凹口处更高)。
[0045]在各种操作条件下的第一压力和第二压力之间的差可以存储在例如查找表中。当第一和第二压力之间的压力差的绝对值超过阈值时，在步骤310指示涡轮增压器的退化。在一个例子中，当第一压力和第二压力之间的差大于阈值时，可以诊断非接触密封件(例如涡轮机或压缩机迷宫式密封件)的退化。(为了实现该类型的诊断，传感器可以放置在涡轮增压器内的各种位置处，例如油腔、密封腔、压缩机壳体中的扩压器处等)。例如，由于转子不平衡或轴向位移，涡轮增压器的旋转轴可以在非接触迷宫式密封件上磨擦，由此生成围绕非接触迷宫式密封件的间隙并且增加到达曲柄箱的气流，导致曲柄箱过压和密封腔压力的减小。因此，当密封腔压力减小时，密封腔压力和油腔压力之间的差变化并且密封腔压力和压缩机壳体中的扩压器处的压力之间的差变化。
[0046]对于查找表，查找表将包括(发动机、车辆或其它系统的类别、类型或配置的)指定操作条件的列表，并且对于每个操作条件，例如经验地确定压力差的关联阈值。在操作中，(所述发动机或车辆或其它系统的)当前操作模式将与表的相应操作条件交叉引用，以便检索关联阈值。压力差(涡轮增压器中的第一和第二感测压力之间的差)然后将与检索阈值比较，以便评估涡轮增压器健康。
[0047]控制器可以配置成例如通过发送诊断代码以点亮经由操作者接口面板显示的故障指示灯(MIL)、将诊断代码发送到中心调度控制中心等通知诊断的发动机定位在其中的车辆(或其它系统)的操作者。响应接收到诊断信号，涡轮增压器操作可以暂停，例如使得不会发生发动机系统和/或涡轮增压器系统的进一步退化。一旦发动机停止，涡轮增压器可以从车辆去除并且进行修理或更换。在其它例子中，发动机操作和/或涡轮增压器操作可以被调节以补偿退化的涡轮增压器直到发动机停止。在另外的其它例子中，当接收到指示涡轮增压器的退化已发生的诊断代码时发动机可以停止，使得可以减小涡轮增压器系统和/或发动机系统的进一步退化。
[0048]在另一方面，如果第一压力和第二压力之间的差小于阈值差，则方法进入步骤312，其中指示涡轮增压器未退化(或者在某些实施例中，不采取措施)。
[0049]以该方式，当涡轮增压器在操作时可以诊断涡轮增压器的退化状况(degradedcondition)。例如，由于第一和第二压力之间的压力差大于阈值差，由于一个或多个非接触密封件(例如压缩机和涡轮机迷宫式密封件)的泄漏引起的涡轮增压器的退化可以被识另O。当差不大于阈值差时，可以指示发动机曲柄箱过压事件可能是由于除了涡轮增压器退化以外的情况，例如活塞环退化或某个其它来源。
[0050]图4是流程图，示出基于压力信号的频率含量诊断涡轮增压器、例如上面参考图2所述的涡轮增压器200的状况的方法400。具体地，方法包括从涡轮增压器内的位置处测量的压力确定频率含量。基于频率含量，识别涡轮机或压缩机的退化。如上所述，当涡轮增压器所联接的发动机在操作时执行方法，并且当涡轮增压器定位在其中的车辆(例如轨道车辆)正在行驶时可以执行方法。例如，由于经由方法确定的频率含量基于涡轮机风扇或压缩机风扇的旋转，因此涡轮增压器在发动机操作期间将增压供应到发动机。
[0051]在步骤402，确定系统操作条件。操作条件可以包括增压压力、涡轮增压器的涡轮机和/或压缩机的速度、环境压力、环境温度等。
[0052]在步骤404，在涡轮增压器内的位置处测量压力。如上所述，压力传感器可以布置在涡轮增压器内的多个位置，并且因而，可以在密封腔中、在油腔中、在压缩机壳体中的扩压器处和/或在涡轮增压器内的另一合适位置处测量压力。
[0053]一旦测得压力(或多个压力)，在步骤406确定压力信号的频率含量。例如，由于涡轮机或压缩机叶片的退化可能在密封腔压力中最明显，因此可以确定在密封腔中测量的压力的频率含量。压力的频率含量是频域压力信号的频率分量的相对幅度和/或是用带通滤波器产生的测量频率含量。在一个例子中，可以通过滤波信号、采样信号、转换信号并且将相关算法应用于信号而确定频率含量。
[0054]在一个示例性实施例中,压力信号可以由具有略大于一阶频率的截止频率的低通滤波器滤波。例如，截止频率可以比一阶频率大百分之十到二十。因而，截止频率可以由涡轮机或压缩机的速度确定。一阶频率分量可以归因于涡轮机或压缩机风扇的旋转。例如，在压缩机风扇的一个转数中，八个风扇叶片可以经过特定点。因此，压缩机风扇的旋转可以导致曲柄箱的内部的压力波，所述压力波具有的频率对应于风扇叶片的数量和风扇转数频率。
[0055]此外，可以以大于或等于尼奎斯特(Nyquist)速率的频率采样压力。在一个实施例中，可以以大于涡轮机或压缩机一阶频率的两倍的频率采样压力信号。在一个实施例中，可以以大于涡轮机或压缩机最大频率的两倍的频率采样压力信号。因此，通过带通滤波并且以大于或等于尼奎斯特速率的频率采样，压力的频率含量可以不混叠(not bealiased)。一旦压力被采样，压力可以被转换。例如，采样压力可以被转换以生成频域压力信号。在一个例子中，快速傅立叶变换可以用于生成频域压力信号。接着，可以应用相关算法。在一个例子中，可以应用相关算法以比较频域压力信号、例如压力的频率含量和涡轮增压器的状况的信号(signature)。例如，健康涡轮增压器的信号可以包括一阶频率下的频率含量。
[0056]在步骤408,确定频率的中间/平均值(mean/average values)。平均值可以与频率含量一起使用以诊断涡轮增压器退化。例如，在油腔中测量的平均值和频率含量中存在高于指定阈值的压力脉冲可以指示轴承和非接触密封件故障，这可以导致充气流动到发动机曲柄箱，导致曲柄箱过压事件。
[0057]—旦频率含量被确定，在步骤410判定是否检测到故障。作为例子，压力也可以包括在一阶频率的其它谐波，例如二阶频率(两倍频率)、三阶频率(三倍频率)等下的频率含量。类似地，曲柄箱压力可以包括在小于一阶频率的频率，例如半阶频率(一半频率)下的频率含量。故障可以由一阶频率的谐波指示，例如，大于阈值的半阶频率可以指示风扇叶片破裂。因此，如果检测到故障，则方法进入步骤412，其中指示涡轮增压器的退化。如上所述，当识别退化时，控制器可以发送诊断代码以点亮经由操作者接口面板显示的故障指示灯(MIL)，将诊断代码发送到中心调度控制中心等。
[0058]在另一方面，如果在步骤408未检测到故障，则方法进入步骤412并且指示涡轮增压器未退化(或者在其它实施例中，不采取措施)。
[0059]图5显示压力信号的示例性频率含量的图形500。在阈值504之下的502处显示一阶频率。如上所述，一阶频率分量可以归因于涡轮机或压缩机风扇的旋转。如果一阶频率在阈值504之下，这可以指示平衡或健康的涡轮机或压缩机风扇。如果涡轮机或压缩机由于例如风扇叶片破裂而不平衡，则一阶频率的幅度可以增加使得它高于阈值504。阈值504可以基于各种操作条件(例如风扇速度、发动机负荷、发动机凹口设置、环境温度、环境压力、发动机油温度、发动机冷却剂温度、燃料喷射进角、充气压力、涡轮增压器速度、充气温度等)而变化。例如，更高风扇速度(例如，风扇的更快旋转)可以具有带有更大幅度的一阶频率。因而，阈值504可以随着风扇速度而增加。以该方式，压缩机或涡轮增压器风扇的退化可以被识别。
[0060]因此，可以确定测量压力信号的频率含量。通过分析压力信号的频率含量，诸如由于例如风扇叶片破裂引起的压缩机或涡轮机退化的状况可以被诊断。因而，可以提供涡轮增压器退化的更具体诊断。
[0061]图6显示用于诊断涡轮增压器、例如上面参考图2所述的涡轮增压器200中的条件的方法600。具体地，方法包括使用定位在涡轮增压器内的各种位置处的压力传感器测量压力，并且比较(多个)测量压力值和(多个)相应的阈值压力。例如，在第一位置处测量的第一压力与第一阈值压力比较。基于第一压力降到第一阈值压力之下确定涡轮增压器的退化。如上所述，当涡轮增压器所联接的发动机在操作时并且(可能)当涡轮增压器定位在其中的车辆(例如轨道车辆)正在行驶时执行所述方法。
[0062]在步骤602，确定操作条件。操作条件可以包括增压压力、环境压力、环境温度、发动机凹口设置等。
[0063]在步骤604，测量涡轮增压器内的位置处的压力。如上所述，压力传感器可以布置在涡轮增压器内的各种位置，例如在压缩机壳体中的扩压器处、在密封腔中、在油腔中等。在一些例子中，可以在例如发动机的进气歧管中的位置处确定压力。在一些例子中，可以在一个以上位置处测量压力。例如，可以在油腔和密封腔中测量压力，或者可以在油腔和/或密封腔中测量压力。
[0064]一旦压力被测量，在步骤606判定测量压力是否已超过阈值压力。例如，如果非接触压缩机迷宫式密封件和涡轮机迷宫式密封件之一或两者退化，则油腔中的压力可以增加并且压力可以超过阈值压力。作为另一例子，如果非接触密封件之一或两者已退化，则密封腔中的压力可以减小并且压力可以降到阈值压力之下。在一些例子中，压力可以在多个位置处被测量并且与相应的阈值比较。例如，第一压力可以在油腔中的第一位置处被测量并且第二压力可以在压缩机壳体中的扩压器处的第二位置被测量。第一压力与对应于油腔的阈值压力的第一阈值压力比较，并且第二压力与对应于扩压器的阈值压力的第二阈值压力比较。如果第一和第二压力两者超过它们的相应阈值，则可以指示退化。应当理解阈值压力可以基于发动机操作条件而变化。例如，阈值压力以及测量压力可以随着发动机速度、发动机负荷、环境温度、环境压力、发动机油温度、发动机冷却剂温度、燃料喷射进角、充气压力、涡轮增压器速度、充气温度等而变化。
[0065]如果确定测量压力未超过阈值压力，则在步骤610指示涡轮增压器未退化。替代地，在某些实施例中可以不采取措施。在另一方面，如果确定测量压力已超过阈值压力，则在步骤608指示涡轮增压器退化。如上所述，当识别退化时，控制器可以发送诊断代码以点亮经由操作者接口面板显示的故障指示灯(MIL)，将诊断代码发送到中心调度控制中心等。
[0066]以该方式，当涡轮增压器在操作时可以诊断涡轮增压器的退化状况。例如，当涡轮增压器内的一个或多个测量压力超过相应的阈值压力时可以识别由于一个或多个非接触密封件(例如压缩机和涡轮机迷宫式密封件)中的泄漏引起的涡轮增压器的退化。当测量压力未超过阈值压力时，可以指示发动机曲柄箱过压事件可能是由于除了涡轮增压器退化以外的情况，例如活塞环退化或某个其它来源。
[0067]在一些实施例中，涡轮增压器的退化可以基于涡轮增压器内的测得的压力差、压力信号之一的频率含量和测得的压力与阈值压力的比较。作为例子，只有当压力差大于阈值差时才可以确定频率含量，并且只有当测得的压力已超过阈值压力时才可以确定压力差。
[0068]在实施例中，取决于发动机/系统操作模式经验地确定用于评估涡轮增压器健康或条件的参数(例如，压力阈值)。对于指定发动机/系统，当已知发动机/系统最佳地工作时，针对各种操作模式测量系统的涡轮增压器中的压力。例如，发动机/系统可以是测试模型、新模型、最近维护模型等。(可以测量压力的位置如本说明书的其它部分中所述)。压力值然后被存储并且用于评估相同或相似类型的发动机/系统中的涡轮增压器健康。在另一实施例中，压力值在相同类型的发动机/系统(已知最佳地工作)的若干单元中被测量并且平均或以另外方式处理以便确定将在评估相同或相似类型的发动机/系统中使用的复合值的集合。在另一实施例中，在已部署就位以便正常和持续使用的发动机/系统中，但是在发动机/系统是新的和/或另外被认为最佳地工作的时间测量压力值。压力值被存储并且然后在发动机/系统的持续使用期间被参考，以用于涡轮增压器健康的未来评估。在这样的实施例的另一形式中，如果初始感测的压力值(在新部署的发动机/系统中)属于相同或相似类型的发动机/系统的测试值的误差阈值内，则它们仅仅用于未来评估。因此，如果初始感测值(比较)远离预期值，则基于指定误差阈值或以另外方式，生成警报或警告以便通知操作者可能有些问题或者采取类似的补救措施。“发动机/系统”表示发动机、发动机系统、具有发动机系统的车辆或其它系统等。
[0069]另一实施例涉及一种方法，所述方法包括确定涡轮增压器内的第一位置处的第一压力的步骤，和确定涡轮增压器内的第二位置处的第二压力的步骤。方法还包括基于第一压力和第二压力输出指示或响应涡轮增压器的条件的控制信号的步骤。
[0070]在方法的另一实施例中，所述方法包括确定涡轮增压器中的第一位置处的第一压力，确定涡轮增压器中的第二位置处的第二压力，以及确定第一和第二压力的频率含量。所述方法还包括基于第一压力、第二压力和第二压力的频率含量输出指示或响应涡轮增压器的条件的控制信号。
[0071]另一实施例涉及一种系统，所述系统包括具有压缩机和涡轮机的涡轮增压器。涡轮增压器联接到车辆中的发动机。系统还包括第一压力传感器、第二压力传感器和控制器。第一压力传感器布置在涡轮增压器的油腔中并且配置成生成第一信号。第二压力传感器布置在涡轮增压器的密封腔中并且配置成生成第二信号。控制器配置成识别来自第一信号的第一压力和来自第二信号的第二压力，并且基于第一和第二压力确定涡轮增压器的状态。例如，控制器可以配置成基于第一和第二压力确定涡轮增压器的健康状态。涡轮增压器的健康状态例如可以反映维护操作和/或更换之间所需的时间间隔。因此，如果涡轮增压器的健康状态退化，则可能更频繁地需要维护操作，而如果涡轮增压器的健康状态改善，则可能不太频繁地需要维护操作。作为另一例子，控制器可以配置成基于第一压力和第二压力之间的差(例如差大于指定阈值差)判定涡轮增压器是否已退化(例如，达到需要维护的程度)。
[0072]另一实施例涉及一种系统，所述系统包括配置成从布置在涡轮增压器的第一位置的第一压力传感器接收第一压力信号的控制模块。控制模块还配置成从涡轮增压器的第二位置的第二压力传感器接收第二压力信号。(第一和第二位置可以如本说明书中的其它地方所述)。控制模块还配置成基于第一压力信号和第二压力信号输出控制信号。例如，控制模块可以配置成基于第一和第二压力信号评估涡轮增压器的可能退化，并且响应确定涡轮增压器的退化输出控制信号。控制信号可以经格式化或配置以控制该系统(例如，操作者接口、警报)以便指示退化，或控制信号可以用于控制车辆牵引系统以说明退化。控制模块可以是硬件和/或软件模块，意味着它可以包括:互连电子部件，其配置成执行一个或多个指定功能(例如，接收输入信号，并且基于输入信号生成输出/控制信号)；和/或存储在非临时媒体/介质中的软件，表示电子可读指令的一个或多个集合，当由电子设备(互连电子部件的组)读取和执行时，其导致电子设备根据指令的内容执行一个或多个功能。[0073]在另一实施例中，控制模块配置成基于第一压力信号和第二压力信号确定压力差，并且判定压力差是否满足一个或多个指定标准。如果压力差满足一个或多个指定标准，则控制模块配置成输出指示退化涡轮增压器状况或与其相关的控制信号。一个或多个指定标准取决于测量压力的位置被预先确定，并且指示涡轮增压器的退化状况。例如，取决于操作模式，健康涡轮增压器可以通常具有两个点之间的第一压力差。一个或多个标准包括偏离第一压力差(小于或大于压力差)超过阈值。作为另一例子，一个或多个标准可以包括偏离第一压力差超过阈值，所述阈值仅仅反映较大压力差，或仅仅反映较小压力差。也就是说，如果压力差通常为“X”，则在一个实施例中只有当超过X达到阈值时才满足标准，并且在另一实施例中，只有当感测压力差低于X达到阈值时才满足标准。所选择的标准将取决于特定涡轮增压器和测量压力的位置。
[0074]在另一实施例中，控制模块配置成执行第一和第二压力信号之一或两者的频率分析，并且(至少部分地)基于频率分析输出控制信号。
[0075]在一个实施例中，如下面参考图7-图9所述，控制器148 (上面参考图1所述)可以配置成从与涡轮增压器关联的油压力传感器(例如换能器)接收指示涡轮增压器油压力的信号，并且经由压力信号的频率含量和基线含量中的一项或多项确定轴承故障。如上面参考图4所述，可以基于在涡轮增压器内的各种位置测量的压力信号的频率含量(例如压力信号的各种谐波)确定轴承和/或非接触密封件退化。如下面将更详细地所述，基于频率含量识别涡轮增压器轴承的退化的另一方法可以基于压力信号的高频分量和/或压力信号的基线分量，其中压力在涡轮增压器的加压油供应中被测量。
[0076]图7显示可以联接到发动机的涡轮增压器700、例如上面参考图1所述的涡轮增压器120的示例性实施例的视图。图7中所示的视图是涡轮增压器700的一部分的横截面图。在一个例子中，涡轮增压器700可以螺栓连接到发动机。在另一例子中，涡轮增压器700可以联接在发动机的排气通道和进气通道之间。在其它例子中，涡轮增压器可以由另一合适的方式联接到发动机。
[0077]涡轮增压器700包括涡轮机702和压缩机2704。来自发动机的排气穿过涡轮机702，并且来自排气的能量转换成旋转动能以旋转轴206，所述轴又驱动压缩机704。当环境进气通过旋转压缩机704被吸入时环境进气被压缩(例如，空气的压力增加)使得空气的更大质量可以输送到发动机的汽缸。
[0078]在一些实施例中，涡轮机702和压缩机704可以具有独立壳体，所述独立壳体例如螺栓连接在一起，使得形成单一单元(例如，涡轮增压器700)。作为例子，涡轮机可以具有由铸铁制造的壳体并且压缩机可以具有由铝合金制造的壳体。在其它例子中，涡轮机和压缩机的壳体可以由相同材料制造。应当理解涡轮机壳体和压缩机壳体可以由任何合适的材料制造。
[0079]涡轮增压器700还包括轴颈轴承708、710以支撑轴706，使得轴可以在高速下以减小的摩擦旋转。压缩机轴承用708指示，并且涡轮机轴承用710指示。涡轮增压器还可以包括润滑系统以减小轴承的退化并且保持轴承的温度(例如，保持轴承冷却)。当发动机在操作时，发动机油或发动机冷却剂的恒定流动可以穿过例如涡轮增压器。在一个例子中，力口压发动机油可以经由油入口 712进入涡轮增压器。油压力传感器714(例如，换能器)可操作地相对于油入口布置。例如，油压力传感器714可以布置在加压油供应中。在操作中，油压力传感器714生成指示与轴颈轴承关联的油的压力的信号716。信号716可以供应到例如控制器148。
[0080]在涡轮增压器的操作期间，油通过油泵等从发动机油供应被供应到涡轮增压器。在发动机起动之后，供应压力达到稳态值800，如图8中所示。供应到涡轮增压器的油的压力将稍低，但是在发动机起动之后也达到基线压力802。( “基线”表示稳态压力,例如仅仅具有较低频率变化，和/或与新涡轮增压器或另外已知标称地操作的涡轮增压器关联的发动机起动后涡轮增压器油压力)。
[0081]在本发明的实施例中，监测油供应压力的高频含量以预测破坏性轴运动和渐进轴承故障。为了这样的目的，也可以监测基线涡轮增压器油压力。当轴平衡并且轴承正常操作时，涡轮增压器中的油压力将稳定并且可预测。当轴由于不平衡或轴承磨损而振荡时，较高频率的压力信号将由压力传感器检测。基线压力和高频信号可以一起预测轴和轴承的健康。该健康状况可以向操作者通知涡轮增压器的寿命预期以便采取适当措施。
[0082]为了进一步解释，当适当设计的涡轮增压器轴颈轴承以正常方式操作时，不平衡和轴承旋转力不超过轴承上的重力负荷。由于与涡轮增压器轴关联的高速度(rpm)和较轻负荷，轴承设计成在被称为垫片的离散区域上支撑轴。轴在垫片中稳定地运转。该稳定轴操作不将任何高频压力波传递回到压力换能器。当转子轴不平衡力高到足以将轴推动到稳定位置之外时，轴将在轴承中旋转，导致轴承间隙的快速变化。轴将撞击轴承，导致高频压力波。来自这些破坏性运动的压力波将沿着油供应往回传递并且可以由油压力传感器检测。如果允许这些破坏性运动持续一些时间，则磨损和变形可能在轴承中发生，这可以导致过度轴承间隙。增加的轴承间隙可以减小由油压力换能器感测的基线压力。轴承间隙的减小将使轴运动更加大，导致轴承故障。
[0083]在实施例中，参考图7和图8，方法包括接收指示涡轮增压器700或另一涡轮机械的加压油供应的监测压力的信号716。方法还包括确定信号的高频分量804是否满足一个或多个指定标准。如果压力的高频分量满足一个或多个指定标准，则生成第一控制信号806。例如，控制信号可以启动与涡轮增压器的预测健康(或其它操作状态)相关的操作者警报。
[0084]在另一实施例中，方法还包括监测信号的基线分量802。如果基线分量的变化的幅度超过阈值量则方法还包括生成第二控制信号808。在一个特定例子中，当在生成第二控制信号中有向下趋势时方法可以确定变化的幅度是否大于阈值，而在又一例子中，当在生成第二控制信号中有向上趋势时方法可以确定变化的幅度是否大于阈值。
[0085]在另一实施例中，方法包括接收指示涡轮增压器700或另一涡轮机械的加压油供应的监测压力的信号716。方法还包括进行信号的高频分量804的第一评估，并且进行信号的基线分量802的第二评估。基于第一和第二评估，生成指示涡轮增压器的预测操作状态的控制信号。第一评估可以包括确定信号的高频分量是否满足一个或多个指定标准，并且第二评估可以包括确定信号的基线分量的变化的幅度是否大于阈值量(以及向上还是向下趋势)。
[0086]确定基线分量802的变化的幅度是否大于阈值量(也就是说，基线分量是向下还是向上趋势)可以包括:随着时间存储基线分量的数据；以及比较基线分量的早先值和当前值(或在早先值之后记录的多个后续值)。在一个例子中，如果当前值(或后续值)低于早先值(例如低出至少阈值量)，则基线分量可以被确定为具有向下趋势。在另一例子中，如果当前值(或后续值)高于早先值(例如，高出至少阈值量)，则基线分量可以被确定为具有向上趋势。在任一情况下，基线分量的变化的幅度可以高于阈值量。
[0087]确定信号的高频分量是否满足一个或多个指定标准可以包括使用信号处理器等处理信号。在一个实施例中，标准包括有任何高频分量。也就是说，如果有高频分量，则标准被认为满足。其它标准可以涉及高频分量的频率和幅度。“高”频分量表示:比基线分量高出至少阈值的频率；和/或基于实验分析经验地确定为指示轴承磨损的频率范围；和/或与涡轮增压器轴的速度(rpm)相应的频率。可以使用标准信号处理技术关于它的高频分量(如果有的话)评估信号716。
[0088]图9显示流程图，示出用于诊断涡轮增压器、例如上面参考图7所述的涡轮增压器700的方法900。具体地，方法基于涡轮增压器的油供应腔中的压力测量确定涡轮增压器的轴承和轴的预测健康。涡轮增压器的预测健康状态也可以包括涡轮增压器的安全寿命预期。因而，这可以例如反映涡轮增压器维护操作之间所需的时间间隔。因此，如果涡轮增压器的预测健康状态退化(也就是说，安全寿命预期减小)，则将更频繁地需要维护操作。相比之下，如果涡轮增压器的预测健康状态改善(也就是说，安全寿命预期增加)，则将不太频繁地需要维护操作。
[0089]在方法的步骤902，确定系统操作条件。操作条件可以包括增压压力、涡轮机速度、环境压力、环境温度、发动机凹口设置等。
[0090]一旦确定操作条件，方法进入步骤904，其中在油供应中测量压力。例如，压力可以由压力传感器、例如压力换能器或其它合适的压力测量装置监测。
[0091]在步骤906，进行第一评估以确定压力信号的高频分量。如上所述，压力信号的高频分量可以是比信号的基线分量高出至少一阈值的频率。在其它例子中，高频分量可以是基于实验分析经验地确定为指示轴承磨损的频率范围。作为另一例子，高频分量可以是与涡轮增压器轴的速度对应的频率。例如，高频分量可以是涡轮机速度的谐波。
[0092]一旦进行第一评估，方法进入步骤908，其中判定高频分量是否满足一个或多个指定标准。作为一个例子，指定标准可以包括信号的高频分量满足或超过阈值频率。
[0093]如果判定高频信号满足指定标准，则方法进入步骤916，其中生成第一控制信号。第一控制信号可以指示与涡轮增压器的预测健康相关的操作者警报。例如，控制信号可以格式化为使得系统响应控制信号生成操作者警报。作为例子，预测健康可以包括破坏性轴运动和渐进轴承故障。因而，第一控制信号也可以格式化以指示涡轮增压器的退化。
[0094]在另一方面，如果确定高频分量不满足指定标准，则方法进入步骤910，其中进行第二评估以确定压力信号的基线分量。如上所述，基线分量可以是仅仅具有较低频率变化的稳态压力。在一个例子中，基线分量可以是与新涡轮增压器或另外已知标称地操作的涡轮增压器关联的发动机起动后涡轮增压器油压力。在一个例子中，可以随着时间存储压力信号的基线分量。在这样的例子中，当前值基线分量可以与存储数据比较。
[0095]因而，一旦进行第二评估，方法进入步骤912，其中判定压力信号的基线分量的变化的幅度是否大于阈值量。也就是说，可以确定机油回路的基线压力脉冲的偏移或变化的幅度。因而，变化可以包括压力信号的基线分量的增加或减小。在一个例子中，基线分量可以减小并且如果基线分量的当前值小于所存储数据达到至少所述阈值量则可以确定基线分量具有向下趋势。作为例子，一旦轴承间隙增加基线分量的信号将具有向下趋势。在替代例子中，基线分量可以增加并且如果基线分量的当前值大于存储数据达到至少阈值量则确定基线分量具有向上趋势。作为例子，如果每个转数见到一次系统的总动态响应(由于不平衡)，则基线分量的信号可以具有向上趋势。如果确定基线分量未变化超过阈值量(也就是说，不具有向下或向上趋势)，则方法进入步骤918并且继续当前系统操作。在另一方面，如果确定基线分量的变化的幅度超过阈值量(例如，基线分量具有向下或向上趋势)，则方法进入步骤914，其中生成第二控制信号。类似于第一控制信号，第二控制信号可以指示涡轮增压器的预测操作状态。例如，第二控制信号可以指示涡轮增压器的退化，例如破坏性轴运动和渐进轴承故障。作为另一例子，信号可以指示涡轮增压器的预测健康退化和/或涡轮增压器的安全寿命预期减小。通过提供涡轮增压器的预测健康和安全寿命预期的指示，可以合适地和及时地安排维护操作。
[0096]由于轴承故障所引起的破坏性涡轮增压器轴运动，信号的高频分量可以被检测或高频分量可以大于阈值频率。此外，压力信号的基线分量可以由于轴承故障具有向下趋势。因此，通过监测涡轮增压器的加压油供应中的压力的高频和基线分量之一或两者，可以诊断涡轮增压器的退化。以该方式，可以采取适当措施以调节涡轮增压器的操作和/或为涡轮增压器提供维护以防止例如意外故障。
[0097]当在本发明中使用时，以单数形式叙述并且在前面具有单词“一”的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确地说明这样的排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不旨在解释为排除也包含所述特征的附加实施例的存在。而且，除非明确地相反说明，“包括”、“包含”或“具有”带有特定性质的元件或多个元件的实施例可以包括不具有该性质的附加的这样的元件。术语“包括”和“其中”用作相应的术语“包括”和“其中”的等效明语。而且，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标记，并且不旨在将数值要求或特定位置顺序强加于它们的对象。
[0098]该书面描述使用例子来公开包括最佳模式的本发明，并且也使本领域的普通技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域的普通技术人员想到的其它例子。这样的其它例子旨在属于权利要求的范围内，只要它们具有与权利要求的文字语言没有区别的结构元件，或者只要它们包括与权利要求的文字语言无实质区别的等效结构元件。
【权利要求】
1.一种方法，所述方法包括: 接收指示涡轮增压器或其它涡轮机械的加压油供应的监测压力的信号； 确定所述信号的高频分量是否满足一个或多个指定标准； 以及，如果所述压力的所述高频分量满足所述一个或多个指定标准，则生成第一控制信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信号指示与所述涡轮增压器的预测健康相关的操作者警报。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预测健康包括破坏性涡轮增压器轴运动和渐进轴承故障。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预测健康包括所述涡轮增压器的安全寿命预期。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 监测所述信号的基线分量；以及 如果所述基线分量的变化的幅度大于阈值量，则生成第二控制信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述信号的所述基线分量是所述加压油供应的稳态压力。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二控制信号指示所述涡轮增压器的退化。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高频分量包括指示轴承磨损的范围内的频率。
9.一种方法，所述方法包括: 接收指示涡轮增压器或其它涡轮机械的加压油供应的监测压力的信号； 进行所述信号的高频分量的第一评估； 进行所述信号的基线分量的第二评估；以及 基于所述第一评估和所述第二评估，生成指示所述涡轮增压器的预测操作状态的控制信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一评估包括确定所述信号的所述高频分量是否满足一个或多个指定标准，并且所述第二评估包括确定所述信号的所述基线分量的变化的幅度是否大于阈值量。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括当所述信号的所述基线分量的变化的幅度增加超过所述阈值量时指示所述涡轮增压器的退化。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述指定标准包括所述信号的所述高频分量大于阈值频率。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括当所述信号的所述高频分量大于所述阈值频率时指示所述涡轮增压器的退化。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括随着时间改变存储所述信号的所述基线分量的数据，并且其中进行所述第二评估包括比较所述基线分量的当前值和所存储的数据。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述高频分量具有比所述基线高出至少一阈值的频率。
16.—种系统,所述系统包括: 具有压缩机和涡轮机的涡轮增压器，所述涡轮增压器联接到车辆中的发动机； 压力传感器，所述压力传感器配置成生成指示监测压力的信号，所述信号包括频率分量和基线分量，所述压力传感器布置在所述涡轮增压器的加压油供应中；以及 控制模块，所述控制模块配置成接收来自所述压力传感器的所述信号，进行所述频率分量的第一评估，进行所述基线分量的第二评估，以及基于所述第一评估和所述第二评估，输出控制信号。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述控制信号指示所述涡轮增压器的预测操作状态。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述涡轮机和所述压缩机经由轴联接，并且其中所述预测操作状态包括破坏性涡轮增压器轴运动。
19.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述控制模块还配置成随着时间改变存储所述基线分量的数据。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制模块还配置成在所述第二评估期间比较所述基线分量的当前值和所存储的数据并且当所述当前值小于所存储的数据达到至少一阈值时指示所述涡轮增压器的退化。
【文档编号】F01M1/20GK104024611SQ201280053879
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2011年10月31日
【发明者】P.L.弗林, B.D.沃尔登, M.J.马隆, M.卡鲁纳拉特恩 申请人:通用电气公司