[发明专利]用于自适应地确定涡轮增压器速度的系统和方法

说明书

提供了用于确定涡轮增压器的转速的涡轮增压器系统及相关方法和设备。速度感测设备被安装到涡轮增压器并且包括加速度感测装置和声学感测装置。当基于加速度的速度稳定时，速度感测设备输出基于加速度的速度值作为当前涡轮速度，以及另外，如果基于声学的速度值稳定，则输出基于声学的速度值作为当前涡轮速度，或者当基于加速度和基于声学的速度都不稳定时输出估计值作为当前涡轮速度。在示例性实施例中，在共同基底上提供加速度感测装置和声学感测装置。

技术领域

本文所述的主题一般地涉及涡轮机，并且更具体地涉及使用不同传感器的组合自适应地确定涡轮机或压缩机的转速。

背景技术

涡轮增压器系统经常用于提高内燃机的效率。监测或诊断涡轮增压器的性能通常涉及测量涡轮增压器的转速。然而，速度传感器可能相对昂贵，并且尺寸、封装、组装或安装限制可能会令人望而却步。例如，一些速度传感器需要在压缩机壳体的外形表面上钻孔。而加速度传感器已被提出用于基于比例关系测量转速，测量的准确度和可靠性随着转速增加而受损失。因此，期望提供一种构件，该构件用于以在涡轮增压器速度范围内准确和可靠的方式确定涡轮增压器的转速，同时最小化成本和封装和/或安装限制。

发明内容

提供了用于确定与涡轮增压器相关联的转速的方法和系统。一个示例性系统包括涡轮增压器装置和安装到涡轮增压器装置的速度感测设备。速度感测设备包括加速度感测装置、声学感测装置、用于输出当前速度值的通信接口以及耦合到加速度感测装置、声学感测装置和通信接口的控制模块。当加速度速度值稳定时，控制模块向通信接口提供加速度速度值作为当前速度值，当加速度速度值不稳定并且声学速度值稳定时，控制模块向通信接口提供声学速度值作为当前速度值，以及当加速度速度值和声学速度值二者都不稳定时，控制模块向通信接口提供估计的速度值作为当前速度值。

在一个实施例中，提供了一种用于速度感测设备的装备。速度感测设备包括：基底；基底上的加速度感测装置，用于输出测量的加速度输出信号；基底上的声学感测装置，用于输出测量的声学输出信号；通信接口；和控制模块，耦合到加速度感测装置、声学感测装置和通信接口，控制模块用于至少部分地基于测量的加速度输出信号来确定加速度速度值，至少部分地基于测量的声学输出信号确定声学速度值，当加速度速度值稳定时将加速度速度值提供给通信接口以作为当前速度值输出，当加速度速度值不稳定并且声学速度值稳定时将声学速度值提供给通信接口以作为当前速度值输出，以及当加速度速度值和声学速度值二者都不稳定时向通信接口提供估计的速度值以作为当前速度值输出。

在另一实施例中，用于确定与涡轮增压器相关联的转速的方法涉及：基于来自安装到涡轮增压器的设备的加速度感测装置的第一输出信号确定第一速度值，基于来自所述设备的声学感测装置的第二输出信号确定第二速度值，当所述第一速度值稳定时，输出所述第一速度值作为所述转速，以及当所述第一速度值不稳定时，当所述第二速度值稳定时输出所述第二速度值作为转速，或者当第一和第二速度值二者都不稳定时，输出估计值作为转速。

附图说明

在下文中将结合以下绘制的附图描述本主题的实施例，其中相似的附图标记表示相似的元件，并且：

图1描绘了在示例性实施例中的涡轮增压器系统的框图；

图2描绘了在示例性实施例中适于用作图1的涡轮增压器系统中的涡轮速度感测设备的设备的框图；

图3是根据一个或多个示例性实施例的适于利用图1的涡轮增压器系统实现的示例性涡轮速度监测过程的流程图；

图4是根据一个或多个示例性实施例的适于结合图3的涡轮速度监测过程实现的示例性涡轮速度确定过程的流程图；

图5是描绘根据图4的涡轮速度确定过程的一个实施例的加速度计涡轮速度值和时间之间的示例性关系的图；