[發明專利]用于監測壓縮機葉輪的旋轉的方法

在審

• 申請號: 201380072230.2
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN104969079A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: K·萊興米勒
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01P21/02
• 分類號: G01P21/02;G01P3/488;G01P3/49;F02D41/22;F01D21/00;F02B39/16;G01M13/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 韓長永

背景技術

在轎車以及商用車的應用中，為了提高發動機功率的效率越來越多地使用廢氣渦輪增壓器。根據當今的情況，隨著增高的趨勢，大約30％的轎車已經具有廢氣渦輪增壓器。總所周知地，廢氣渦輪增壓器的這類應用用于確保和提高可靠性以及用于更好地充分利用系統極限。在這里，為了監測廢氣渦輪增壓器，通常使用監測例如在廢氣渦輪增壓器中旋轉的渦輪葉輪或者壓縮機葉輪的旋轉的傳感器。在雙渦輪機系統中或者渦輪增壓系統中，為了調節廢氣系統和/或為了使渦輪增壓器等同，也需要傳感器。

由現有技術已知眾多的檢測例如壓縮機葉輪或者廢氣渦輪增壓器的壓縮機葉輪這樣的旋轉的元件的至少一種旋轉特性的傳感器。在此，旋轉特性通常可理解為至少部分地說明旋轉的元件的旋轉的特性。在這里，例如可以是角速度、轉速、角加速度、旋轉角、角度位置或者能夠表征旋轉的元件的連續或者不連續的、不變的或者多變的旋轉或者轉動的其它的特性。例如這類傳感器在Konrad?Reif所寫的《Sensoren?im?Kraftfahrzeug(機動車中的傳感器)》(2010第1版)的63至73頁和120至129頁中說明。本發明的特別重點在于轉速檢測，然而原則上本發明不限于此。

為了檢測例如渦輪增壓器轉速，可以通過探測單個運動的壓縮機葉片來確定渦輪增壓器的壓縮機葉輪的轉速。為此，例如可以使用以被動感應測量原理為基礎的傳感器。根據該測量原理，跟隨旋轉運動的壓縮機葉片被引導穿過靜止的初級的磁場，由此以已知的方式在優選由輕金屬制成的壓縮機葉片中引起渦流，所述渦流再一次地產生自身的、所謂的次級磁場。通過該次級磁場，在通常具有線圈作為傳感器元件的傳感器的區域中產生隨著壓縮機葉片的旋轉周期性地、在時間上變化的感應電流，所述感應電流可以被傳感器作為輸出信號用于例如計算壓縮機葉輪的轉速。在傳感器頭的線圈中通過感應引起的交流電流通常與例如從旁經過的壓縮機葉片的速度、壓縮機裝配葉輪的材料特有的渦流場的強度、壓縮機葉片相互之間的距離以及也與壓縮機葉片到傳感器頭之間的距離有關。

尤其在商用車領域中，對車輛的功能的可靠性要求高，因為尤其由于廢氣渦輪增壓器的失效引起的停止運轉大多造成車輛費時的修理和同樣長時間的使用中斷。這在車輛通常的工商業的使用中引起負面的經濟后果。

因此，不僅僅存在監測和確保渦輪增壓器的當前的功能能力的必要性，更確切地說，此外需要預測停止運轉可能性以及基于此而及早地報警以防渦輪增壓器停止運轉。

發明內容

因此，提出一種用于監測壓縮機葉輪、尤其廢氣渦輪增壓器的壓縮機葉輪的旋轉的方法，以及一種用于實施該方法的裝置，所述方法和裝置相對于已知的方法和裝置具有優點：實現關于旋轉的故障的可能性的聲明或者預測。

所提出的方法用于監測廢氣渦輪增壓器的壓縮機葉輪的旋轉。在這里，壓縮機葉輪具有預先確定的數量n的布置在周側上的葉片，其中，n為整數。此外，在根據本發明的方法中，使用用于檢測壓縮機葉輪的至少一種旋轉特性的傳感器。所述傳感器優選是一種感應傳感器，所述感應傳感器根據現有技術可以包括例如用于在壓縮機葉輪的葉片的位置上產生磁場的磁場發生器以及例如呈線圈形式的磁傳感器。根據本發明的方法，所述傳感器根據由于葉片從旁經過而產生的渦流產生至少一個輸出信號。傳感器的輸出信號優選是交流電流信號和/或交流電壓信號。

此外，在所提出的方法中，由輸出信號的基礎頻率推斷出壓縮機葉輪的旋轉特性、尤其是轉速。根據傳感器的作為基礎的感應測量方法，優選產生正弦形的交流電流信號或者說交流電壓信號，所述交流電流信號或者說交流電壓信號根據壓縮機葉輪的各個配備葉片從傳感器旁經過而產生輸出信號的正的或者負的振幅。因此，以此方式所生成的輸出信號具有帶有這樣頻率的所謂的基礎振動，所述頻率與由壓縮機葉輪的配備葉輪的數量n與壓縮機葉輪的當前的轉速相乘的乘積相一致。該基礎頻率也可以理解為增量頻率，即理解為測得的磁性事件的頻率。

根據本發明的方法進一步這樣設置，使得此外由輸出信號的至少一種調制、尤其一種相加的振幅調制得出關于壓縮機葉輪的故障的信息。在這方面，尤其可這樣理解：除了根據基礎頻率所產生的正弦振動之外，輸出信號被具有與基礎頻率不同的頻率的另外部分信號相加地重疊。因此，從現在起這樣建議，使得通過應用已知的解調方法和/或過濾方法將調制好的信號從輸出信號中提取出和/或將其從基礎振動中分離，以便能夠由所提取出的信號得出關于壓縮機葉輪的故障的信息。