專利名稱：用于確定特別是用于內(nèi)燃機(jī)的增壓裝置的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)速的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的增壓裝置，尤其涉及用于確定增壓裝置的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)速的 方法和裝置。
背景技術(shù)：
在汽車中利用壓縮機(jī)(例如渦輪增壓器)對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行增壓，以便提高功率。渦 輪增壓器為此具有一個(gè)帶有葉片的高速轉(zhuǎn)動(dòng)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，利用它從周圍環(huán)境吸入空氣， 在高壓下在內(nèi)燃機(jī)空氣系統(tǒng)中被提供。通過渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，渦輪機(jī)安裝在內(nèi)燃機(jī)的排氣系之中，根據(jù)廢氣焓驅(qū) 動(dòng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子。在內(nèi)燃機(jī)空氣系統(tǒng)中以高壓提供的空氣形成更高的燃燒室充氣率，從而在 相同容積下產(chǎn)生更大的扭矩和功率。當(dāng)今不僅愈來愈多地使用廢氣渦輪增壓來提高功率，而且也通過小型化來節(jié)省消 耗。在后一情況中提高的功率被用于、減小排量以及整個(gè)內(nèi)燃機(jī)，并且延長(zhǎng)變速箱壽命。一 方面由于可向更加有效的燃燒的范圍內(nèi)移動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)，另一方面由于減小了結(jié)構(gòu)和 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而減小了摩擦功率，因此可降低燃料消耗。廢氣渦輪增壓器的特征在于，具有渦輪機(jī)、壓氣機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)部(Laufzeug)以及將渦 輪和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子連接在一起的軸可能完全無制動(dòng)地旋轉(zhuǎn)。可根據(jù)廢氣質(zhì)量流的焓值以及壓 縮空氣所吸收的功率得出運(yùn)轉(zhuǎn)部的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速在壓縮比較高以及/或者體積流量較高的工 作點(diǎn)處將變得很高，因此壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子周邊處的離心力可能會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的葉片發(fā)生變 形。因此壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子以及渦輪增壓器其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)部件極易磨損，及承受大的材料疲勞，所 以渦輪增壓器的使用壽命在很大程度上取決于其工作條件。當(dāng)渦輪增壓器在接近喘振極限處運(yùn)行或者處在喘振狀態(tài)時(shí)，可能會(huì)激發(fā)壓縮機(jī)轉(zhuǎn) 子的葉片產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，如果負(fù)荷過高或者持續(xù)承受負(fù)荷，可能會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子以及整 個(gè)渦輪增壓器損壞。葉片振動(dòng)會(huì)加速材料疲勞，最終導(dǎo)致疲勞斷裂，因此當(dāng)出現(xiàn)喘振狀態(tài) 時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響渦輪增壓器的使用壽命。若渦輪增壓器經(jīng)常超速運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的外端可 能會(huì)達(dá)到極高的軌跡速度，這將顯著加大材料疲勞程度，從而縮短使用壽命。當(dāng)改裝汽車以提高功率時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)所做的任何改變均有可能造成渦輪增壓 器經(jīng)常以超速運(yùn)轉(zhuǎn)。這是一種濫用渦輪增壓器的行為，因?yàn)閷?huì)顯著縮短其使用壽命。如 果渦輪增壓器損壞，那么渦輪增壓器的制造商將要承擔(dān)很高的費(fèi)用，因?yàn)楹茈y證明存在濫 用情況。此外在渦輪增壓器運(yùn)行過程中還會(huì)在渦輪增壓器的軸承中出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，使得旋 轉(zhuǎn)不均衡性在渦輪增壓器的使用壽命中變化。使渦輪增壓器各個(gè)部件產(chǎn)生磨損的速度也與 渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)期間的工況有關(guān)。磨損程度在很大程度上決定剩余使用壽命。由于要避免壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子受損，因此適宜監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，且必須保證不會(huì) 達(dá)到使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子受損的轉(zhuǎn)速范圍。在傳統(tǒng)型轎車內(nèi)燃機(jī)中通常并非直接確定壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，而是根據(jù)熱力學(xué)參量進(jìn)行推導(dǎo)，典型的熱力學(xué)參量有壓縮比和通過壓氣機(jī)的體積 流量。壓氣機(jī)的運(yùn)行特性通常均存在量產(chǎn)變化，此外所需參量(壓力、質(zhì)量流的溫度等等) 的檢測(cè)與建模同樣也有誤差。為了兼顧這一點(diǎn)，通常要設(shè)定一個(gè)與最大允許轉(zhuǎn)速之間的安 全間距，但這又會(huì)導(dǎo)致無法完全利用渦輪增壓器的潛力。此外還必須將渦輪增壓器設(shè)計(jì)得 比較大，這就會(huì)使其在功率范圍較小尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較小時(shí)的響應(yīng)特性比較差。因此必 須使得渦輪增壓器盡可能接近其極限轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。從另一方面來說，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的其它誤差也會(huì)導(dǎo)致上述間接計(jì)算轉(zhuǎn)速的方式失 效。例如當(dāng)壓氣機(jī)后面的區(qū)域中出現(xiàn)泄漏時(shí)，就會(huì)提高體積流量，那么確定太低的渦輪增壓 器轉(zhuǎn)速，視傳感器配置而定，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)有可能不準(zhǔn)確地，或者甚至無法得到它。此外 空氣濾清器堵塞也有可能在壓氣機(jī)前引起壓力降，從而會(huì)在空氣質(zhì)量流量相同的情況下引 起壓縮比增大，使得渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速增大。因此應(yīng)當(dāng)直接檢測(cè)渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速，以避免 上述缺點(diǎn)。已知有一些方法所依賴的原理如下測(cè)量壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的葉片經(jīng)過某一個(gè)傳感器元 件的頻率，從而檢測(cè)出壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。傳感器元件安裝在葉片附近，當(dāng)渦輪增壓器 的葉片經(jīng)過時(shí)，就會(huì)擾動(dòng)永久磁鐵的磁場(chǎng)，傳感器元件檢測(cè)出電阻或電流的感應(yīng)變化，從而 探測(cè)出葉片正在經(jīng)過。這種轉(zhuǎn)速檢測(cè)方法的缺點(diǎn)在于，由于壓氣機(jī)內(nèi)的溫度很高，而傳感器對(duì)溫度很敏 感，因此不適合在這里使用。此外壓氣機(jī)殼體上的可用結(jié)構(gòu)空間非常狹窄，尤其當(dāng)渦輪增壓 器很小時(shí)，很難將相應(yīng)的傳感器安裝在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的葉片附近。如果使用上述測(cè)量原理，還 有很高的調(diào)校要求，因?yàn)樵谀承┣闆r下，要求在亞毫米范圍內(nèi)定位傳感器。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中使用二級(jí)增壓裝置的情況越來越多，通常將具有不同壓氣機(jī)功率 的兩個(gè)增壓?jiǎn)卧?壓氣機(jī)級(jí))前后排列或者相互平行排列。壓氣機(jī)功率較低的壓氣機(jī)級(jí)具 有較小的慣量，可將其用來在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷較小時(shí)(例如當(dāng)汽車開始加速時(shí))進(jìn)行增壓。由于 其響應(yīng)時(shí)間比較快，因此能迅速建立增壓壓力，而且能對(duì)內(nèi)燃機(jī)的瞬間負(fù)荷轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求迅速 作出反應(yīng)。在此期間可以通過旁通閥將壓氣機(jī)功率較大的壓氣機(jī)級(jí)切換到不活動(dòng)狀態(tài)。此 后隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷增大，壓氣機(jī)功率較高的壓氣機(jī)級(jí)將隨之提供更高的空氣質(zhì)量流量。然 后通過另一個(gè)旁通閥將壓氣機(jī)功率較小的壓氣機(jī)級(jí)切換到不活動(dòng)狀態(tài)。需要知道壓氣機(jī)級(jí) 各個(gè)增壓?jiǎn)卧霓D(zhuǎn)速，才能對(duì)用來調(diào)整相應(yīng)壓氣機(jī)功率的旁通閥進(jìn)行控制。但由于結(jié)構(gòu)空 間有限，而且這種多級(jí)增壓裝置的增壓?jiǎn)卧嗷ラg靠得很近，因此測(cè)量各級(jí)的轉(zhuǎn)速很費(fèi)事。本發(fā)明的任務(wù)在于，提供用于可靠、穩(wěn)定確定增壓裝置轉(zhuǎn)速的一種方法和一種裝 置。本發(fā)明的任務(wù)尤其在于，提供用于可靠、穩(wěn)定確定多級(jí)增壓裝置中某一個(gè)增壓?jiǎn)卧D(zhuǎn)速 的一種方法和一種裝置。

發(fā)明內(nèi)容
采用權(quán)利要求1所述用于確定壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速的方法以及并列權(quán)利要求所述的裝置， 即可解決這些任務(wù)。相關(guān)從屬權(quán)利所述為本發(fā)明的改進(jìn)實(shí)施方式。本發(fā)明的第一方面涉及一種用于確定壓氣機(jī)尤其是渦輪增壓器轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的方法， 包括以下步驟
-提供指向壓氣機(jī)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的微波測(cè)量信號(hào)，使得微波測(cè)量信號(hào)在壓縮機(jī)轉(zhuǎn) 子的旋轉(zhuǎn)的葉片上被反射；-檢測(cè)由一個(gè)或多個(gè)葉片反射的微波測(cè)量信號(hào)；-根據(jù)所反射的微波測(cè)量信號(hào)確定轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。上述方法構(gòu)思在于，利用電磁微波測(cè)量信號(hào)獲得與壓氣機(jī)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的葉片經(jīng) 過相關(guān)的反射的測(cè)量信號(hào)，可獲得反射測(cè)量信號(hào)的振幅、強(qiáng)度或者其它描述參量作為轉(zhuǎn)速 數(shù)據(jù)。使用微波信號(hào)測(cè)量轉(zhuǎn)速是有利的，因?yàn)槲⒉ㄐ盘?hào)不會(huì)被葉片上的臟物和其它覆蓋物 所吸收，也不會(huì)受到其它方式的影響。內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣道中通常會(huì)有一些臟物，例如來自曲軸箱 通風(fēng)裝置的油進(jìn)入所形成的油膜，但是這種方法對(duì)此并不敏感，因此明顯優(yōu)于使用光學(xué)信 號(hào)作為測(cè)量信號(hào)。此外還可以分析反射測(cè)量信號(hào)的調(diào)制來確定轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。可以將一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)射 的測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)乘以反射的測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)，以獲得包含和信號(hào)與差信號(hào)的積信號(hào)，濾掉差 信號(hào)，在考慮葉片數(shù)量的情況下根據(jù)差信號(hào)算出轉(zhuǎn)速。尤其可以利用傅立葉分析對(duì)積信號(hào) 進(jìn)行分析，以確定差信號(hào)的頻率作為轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。按照一種實(shí)施方式所述，當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過轉(zhuǎn)速閾值時(shí)，則提供一條錯(cuò)誤 fn息ο可以將閾值與分析信息進(jìn)行比較，根據(jù)閾值比較結(jié)果保存和/或者輸出錯(cuò)誤信 肩、ο替換地還可以對(duì)由于通過葉片運(yùn)動(dòng)而發(fā)生的多普勒效應(yīng)關(guān)于發(fā)射的測(cè)量信號(hào)的 反射的測(cè)量信號(hào)頻率變化進(jìn)行分析，從而確定轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。此外還可以根據(jù)發(fā)射的測(cè)量信號(hào)與反射的測(cè)量信號(hào)之間的相位偏差算出壓縮機(jī) 轉(zhuǎn)子的位置變化，分析一定時(shí)間內(nèi)的位置變化即可算出轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。按照另一種實(shí)施方式所述，可以朝向第一壓氣機(jī)的第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)射微波測(cè)量 信號(hào)，使得微波測(cè)量信號(hào)在第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的葉片上被反射；朝向第二壓氣機(jī)的第 二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)射微波測(cè)量信號(hào)，使得微波測(cè)量信號(hào)在第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的葉片上被 反射；在第一時(shí)間窗口中檢測(cè)第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)或多個(gè)葉片所反射的微波測(cè)量信號(hào)， 在第二時(shí)間窗口中檢測(cè)第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)或多個(gè)葉片所反射的微波測(cè)量信號(hào)；根據(jù)相 應(yīng)的反射的微波測(cè)量信號(hào)確定第一和第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。此外還可以交替使得微波測(cè)量信號(hào)在第一時(shí)間窗口內(nèi)指向第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，在第 二時(shí)間窗口內(nèi)指向第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子。尤其可以交替選擇第一和第二時(shí)間窗口，根據(jù)相應(yīng)的所設(shè)置的第一和第二壓氣機(jī) 的壓氣機(jī)功率選擇第一和第二時(shí)間窗口的時(shí)長(zhǎng)。本發(fā)明的第二方面涉及一種用于確定壓氣機(jī)尤其是渦輪增壓器轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的裝置， 所述裝置包括- 一個(gè)信號(hào)源，用于提供指向壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的微波測(cè)量信號(hào)，使得微波測(cè)量信號(hào)在壓 縮機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的葉片上被反射；-一個(gè)傳感器元件，用于檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)葉片反射的微波測(cè)量信號(hào)；-一個(gè)控制單元，用于根據(jù)所反射的微波測(cè)量信號(hào)確定轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。按照另一種實(shí)施方式，所述裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)天線，用于向第一壓氣機(jī)的第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)射微波測(cè)量信號(hào)，使得微波測(cè)量信號(hào)在第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的葉片上 被反射，并且向第二壓氣機(jī)的第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)射微波測(cè)量信號(hào)，使得微波測(cè)量信號(hào)在第 二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的葉片上被反射；所述傳感器元件用來在第一時(shí)間窗口內(nèi)檢測(cè)第一壓 縮機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)或多個(gè)葉片所反射的微波測(cè)量信號(hào)，并且在第二時(shí)間窗口內(nèi)檢測(cè)第二壓縮 機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)或多個(gè)葉片所反射的微波測(cè)量信號(hào)；所述控制單元用來根據(jù)相應(yīng)的反射的微 波測(cè)量信號(hào)確定第一和第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。此外天線還可以包括一個(gè)陣列天線，由信號(hào)源這樣觸發(fā)該陣列天線，從而交替使 得微波測(cè)量信號(hào)在第一時(shí)間窗口內(nèi)指向第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，并且在第二時(shí)間窗口內(nèi)指向第二 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子?？刂茊卧梢杂脕斫惶孢x擇第一和第二時(shí)間窗口，根據(jù)第一和第二壓氣機(jī)的相應(yīng) 設(shè)置的壓氣機(jī)功率選擇第一和第二時(shí)間窗口的時(shí)長(zhǎng)。還可以針對(duì)壓氣機(jī)的進(jìn)氣管布置信號(hào)源和傳感器元件，以便將微波測(cè)量信號(hào)注入 到進(jìn)氣管之中，并通過傳感器元件接收反射的微波測(cè)量信號(hào)，微波測(cè)量信號(hào)在進(jìn)氣管上至 少被反射一次，并且/或者一次性穿透進(jìn)氣管的壁。進(jìn)氣管尤其可以由一種導(dǎo)電材料構(gòu)成， 或者可以在進(jìn)氣管的壁上形成一些反射部位，反射部位通過將導(dǎo)電層施加到不傳導(dǎo)的進(jìn)氣 管上構(gòu)成。本發(fā)明的另一方面涉及一種包含程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，在數(shù)據(jù)處理單元上執(zhí)行 程序代碼時(shí)，其執(zhí)行上述方法。


以下將根據(jù)相關(guān)附圖，對(duì)首選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)解釋。相關(guān)附圖如下附圖Ia和Ib沿軸向或者沿剖切線S-S剖開的渦輪增壓器的剖面示意圖；附圖2壓氣機(jī)葉片經(jīng)過時(shí)的傳感器元件的輸出信號(hào)；附圖3用于說明渦輪增壓器診斷方法的流程圖；附圖4用于通過分析調(diào)制的測(cè)量信號(hào)算出壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的測(cè)量原理示意圖；附圖5具有雙增壓?jiǎn)卧獕簹鈾C(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)示意圖；附圖6測(cè)量附圖5所示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)兩個(gè)增壓?jiǎn)卧霓D(zhuǎn)速的方框圖；以及附圖7測(cè)量附圖5所示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)兩個(gè)增壓?jiǎn)卧霓D(zhuǎn)速的另一種實(shí)施方式的方框 圖；附圖8用于布置另一種實(shí)施方式的信號(hào)源和傳感器元件的另一種方案示意圖；附圖9用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)增壓?jiǎn)卧D(zhuǎn)速的信號(hào)源與傳感器元件的另一種布置 方案的示意圖；附圖IOa和IOb用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)增壓?jiǎn)卧D(zhuǎn)速的信號(hào)源與傳感器元件的其它 布置方案示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)汽車渦輪增壓器對(duì)以下實(shí)施方式進(jìn)行描述。以下描述適用于任何一種通過具 有葉片的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子吸入介質(zhì)、及將其壓縮至更高壓力的壓氣機(jī)。附圖Ia所示為垂直于軸2的軸向剖開的渦輪增壓器1的橫斷面示意圖，所述軸可旋轉(zhuǎn)地安裝于渦輪增壓器殼體之中。附圖Ib所示為沿附圖Ia的剖切線S-S在箭頭方向剖 開的斷面示意圖。渦輪增壓器1包括一個(gè)具有葉4且安置在軸4上的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3。在渦輪增壓器 1中通過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)在軸2的軸向方向通過進(jìn)氣口 5吸入空氣，通過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3 的葉4將空氣壓縮，并通過呈螺旋形圍繞壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3布置的排氣道7排出空氣。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3對(duì)于每一個(gè)葉4均有一個(gè)支撐葉片9的葉接片8，葉片在軸向從葉接 片8向外突出，并且還朝向壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向彎曲。將一個(gè)測(cè)量裝置10固定安置于渦輪增壓器1的殼體之中，所述測(cè)量裝置適合于以 非接觸方式檢測(cè)葉片9的外邊緣的經(jīng)過。必須適當(dāng)選擇測(cè)量裝置10的布置方式，使得能夠 在測(cè)量裝置10和葉末端(片尖)之間幾乎不受干擾地傳輸測(cè)量信號(hào)。測(cè)量裝置10包括一個(gè)信號(hào)源11，用于朝向葉片9的方向發(fā)射微波測(cè)量信號(hào)。這樣 地提供測(cè)量信號(hào)，從而可以從葉片9葉末端的一個(gè)或多個(gè)位置反射測(cè)量信號(hào)。微波是一種 頻率范圍在300MHz 大約300GHz的電磁信號(hào)。優(yōu)選采用發(fā)射雷達(dá)波的信號(hào)源。測(cè)量裝置10還包括一個(gè)傳感器元件12，用于檢測(cè)葉片9的葉末端所反射的微波測(cè) 量信號(hào)。傳感器元件12相應(yīng)地適合于信號(hào)源11所發(fā)射的微波測(cè)量信號(hào)類型。這就是說， 如果信號(hào)源11發(fā)射雷達(dá)信號(hào)作為電磁信號(hào)，則傳感器元件12就是一種雷達(dá)波傳感器。測(cè)量裝置10的信號(hào)源11和傳感器元件12可以整合地構(gòu)造，即可以采用一種發(fā)射 與接收天線，將其與一個(gè)適當(dāng)?shù)幕旌掀飨噙B，從而能夠朝向葉輪9的方向發(fā)射其微波測(cè)量 信號(hào)，同時(shí)也能檢測(cè)反射的微波測(cè)量信號(hào)。借助混合器將發(fā)射的測(cè)量信號(hào)與反射的測(cè)量信 號(hào)相互分離，從而能夠單獨(dú)分析反射的微波測(cè)量信號(hào)。測(cè)量裝置10與一個(gè)控制單元15相連?？刂茊卧?5從傳感器元件12接收表示反 射的微波測(cè)量信號(hào)的微波信號(hào)，并分析反射的微波信號(hào)。傳感器元件12提供一個(gè)相應(yīng)的電參量(例如電壓信號(hào)或電流信號(hào))作為電測(cè)量 信號(hào)，其振幅對(duì)應(yīng)于反射的微波信號(hào)的強(qiáng)度。可以識(shí)別渦輪增壓器1的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的超速，并且保存與此相關(guān)的相應(yīng)信息。如 果渦輪增壓器1的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)速η超過規(guī)定的最大轉(zhuǎn)速的閾值，則可以用適當(dāng)方式 記錄、輸出，或者保存在存儲(chǔ)單元16之中以備將來調(diào)用。 在理想情況下，在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)速η恒定不變時(shí)，且測(cè)量信號(hào)脈沖與與壓縮機(jī) 轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)速η同步時(shí)，傳感器元件12就會(huì)輸出周期性脈沖信號(hào)作為反射測(cè)量信號(hào)，這些 脈沖相互之間具有相等的時(shí)間間隔，如附圖2所示。如果壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3正常，則單個(gè)脈沖具 有關(guān)于發(fā)射的測(cè)量信號(hào)相同的振幅。如附圖3所示，信號(hào)源11朝向壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3發(fā)射微波測(cè)量信號(hào)(Si)。由經(jīng)過葉 片9調(diào)制發(fā)射的測(cè)量信號(hào)，即根據(jù)葉片9的葉末端的相應(yīng)的確定的位置將微波測(cè)量信號(hào)朝 向傳感器元件12反射回來，所述葉末端相對(duì)于信號(hào)源11和傳感器元件12呈確定的傾斜角 度。葉片9的葉末端的經(jīng)過因此使得傳感器元件12中接收的反射的微波信號(hào)的強(qiáng)度波動(dòng)。 傳感器元件12收到反射的測(cè)量信號(hào)(S2)，并且將收到的反射的測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，最 好轉(zhuǎn)變成電壓或電流信號(hào)，并將其繼續(xù)傳輸給控制單元15。當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生包含信號(hào)脈沖的測(cè)量信號(hào)，所述信號(hào)脈沖對(duì)應(yīng) 于由于葉片9經(jīng)過測(cè)量裝置10引起的反射微波信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)。可以根據(jù)信號(hào)脈沖之間的時(shí)間間隔得出壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)速η (步驟3)。通過測(cè)量信號(hào)的信號(hào)脈沖的時(shí)間間隔波動(dòng)， 還可以得出渦輪增壓器1的軸承中的磨損量，或者普遍地得出渦輪增壓器1的狀態(tài)的信息。附圖4所示為測(cè)量原理示意圖。信號(hào)源11除了發(fā)射的微波測(cè)量信號(hào)之外，還提供 頻率與信號(hào)頻率對(duì)應(yīng)的電頻率信號(hào)。將電頻率信號(hào)提供給乘法器30。乘法器30還與傳感 器元件12相連，并且可從傳感器元件12接收接收的微波信號(hào)的電轉(zhuǎn)換作為測(cè)量信號(hào)。用 乘法產(chǎn)生積信號(hào)，其中包含和由信號(hào)源11和傳感器元件12所傳輸?shù)碾娦盘?hào)的差頻及和頻。利用具有在兩倍測(cè)量信號(hào)頻率和測(cè)量信號(hào)頻率之間的合適的極限頻率的低通濾 波器31濾掉和頻。設(shè)計(jì)隨后的高通濾波器32，從而能夠讓差頻通過。適當(dāng)設(shè)計(jì)低通濾波器 31和高通濾波器32，使得渦輪增壓器的最小被采集的轉(zhuǎn)速和最大被采集的轉(zhuǎn)速被通過，或 者使得代表這些轉(zhuǎn)速的產(chǎn)生的積信號(hào)頻率能夠通過。在高通濾波器32的輸出端上可以取得其頻率與轉(zhuǎn)速成正比的頻率信號(hào)。將頻率 信號(hào)的頻率除以壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的葉數(shù)量，即可直接得到每秒旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)。這可以在控制單元 15中執(zhí)行計(jì)算，公式如下n= (f_send-f_empf)*60/a,其中η表示轉(zhuǎn)速，單位[轉(zhuǎn)/分鐘]；f_Send表示發(fā)射的測(cè)量信號(hào)的頻率；f_empf 表示接收測(cè)量信號(hào)的頻率；a表示葉片數(shù)量?？梢岳每焖俑盗⑷~變換或者轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，對(duì)高通濾波器32輸出端上的產(chǎn) 生的頻率信號(hào)進(jìn)行分析。也可以根據(jù)頻率信號(hào)或者相位信號(hào)，對(duì)反射微的波測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分析。可以針對(duì) 頻率信號(hào)對(duì)由于多普勒效應(yīng)而發(fā)生的頻率調(diào)制進(jìn)行分析?？梢赃\(yùn)用多普勒效應(yīng)，因?yàn)橛捎?葉輪9關(guān)于由信號(hào)源發(fā)射的測(cè)量信號(hào)的方向呈傾斜角度，葉片9上被測(cè)量信號(hào)照射的區(qū)域 將朝向測(cè)量信號(hào)的方向作周期性運(yùn)動(dòng)。因此可根據(jù)多普勒效應(yīng)，可在控制單元15中分析微 波測(cè)量信號(hào)的頻率調(diào)制幅度。此外還可以分析微波測(cè)量信號(hào)的相位調(diào)制?？蓪⑽⒉y(cè)量信號(hào)指向葉片9所通過 的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的某一個(gè)區(qū)域，根據(jù)葉片9的位置相對(duì)于微波測(cè)量信號(hào)的傳播方向偏置該 區(qū)域，即發(fā)射的微波測(cè)量信號(hào)與接收的微波測(cè)量信號(hào)之間的相位偏差取決于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的 位置?？梢苑治鑫恢米兓瘉泶_定壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)速。尤其可根據(jù)PLL方法特別是利用相位解調(diào)對(duì)相應(yīng)的相位信號(hào)進(jìn)行分析，這例如可 以利用一個(gè)可控振蕩器，通過將與轉(zhuǎn)速成比例的反射的測(cè)量信號(hào)耦合所到的相位調(diào)節(jié)電路 進(jìn)行分析。根據(jù)可控振蕩器輸出端輸出的信號(hào)與反射的測(cè)量信號(hào)之間的相位差對(duì)可控振蕩 器進(jìn)行觸發(fā)，振蕩器的控制信號(hào)即為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。附圖5所示為具有多級(jí)增壓裝置24的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)20的示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)20 包括一個(gè)內(nèi)燃機(jī)21，通過供氣段22向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)空氣，通過廢氣排氣段23從內(nèi)燃機(jī)中排 出燃燒廢氣。在本示例中，多級(jí)增壓裝置24具有兩個(gè)前后布置在供氣段22和廢氣排氣段 23之中的增壓?jiǎn)卧?5、26。在替代的實(shí)施方式中，也可以將這些增壓?jiǎn)卧嗷テ叫胁贾迷?供氣段22和廢氣排氣段23之中。每一個(gè)增壓?jiǎn)卧?5、26均具有各自的渦輪葉輪27，通過 燃燒廢氣流驅(qū)動(dòng)渦輪葉輪，然后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28。增壓?jiǎn)卧?5、26分別與相應(yīng)旁 通管路30中的排氣泄壓閥(Wastegate-Ventil) 29相連，以便調(diào)整相應(yīng)增壓?jiǎn)卧?5、26的 壓氣機(jī)功率。增壓?jiǎn)卧?5、26結(jié)構(gòu)上整合地構(gòu)造在增壓裝置24之中。測(cè)量裝置31具有用來產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)的信號(hào)源32以及用來接收反射的測(cè)量信號(hào)的傳感器元件33。測(cè)量裝置31 與控制測(cè)量裝置31的控制單元34相連。附圖6所示為用來得到多級(jí)增壓裝置24的增壓?jiǎn)卧?5、26的轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)?？刂?單元34與信號(hào)源32相連，用以促使制備測(cè)量信號(hào)或者輔助生成測(cè)量信號(hào)。信號(hào)源32與第 一天線35和第二天線36相連，用以發(fā)射測(cè)量信號(hào)。第一天線35使得測(cè)量信號(hào)指向第一增 壓?jiǎn)卧?5的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28，第二天線36使得測(cè)量信號(hào)指向第二增壓?jiǎn)卧?6的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子 28。測(cè)量信號(hào)是一種電磁信號(hào)，例如微波信號(hào)、無線電信號(hào)等等。測(cè)量信號(hào)被兩個(gè)增壓?jiǎn)卧?5、26的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28的葉片反射，并且被第一或第二 天線35、36所接收。將所接收的反射的測(cè)量信號(hào)提供給測(cè)量裝置31的傳感器元件33。在控制單元34的控制下，傳感器元件33在第一時(shí)間窗口內(nèi)分析從第一增壓?jiǎn)卧?17接收到的測(cè)量信號(hào)，在第二時(shí)間窗口內(nèi)分析從第二增壓?jiǎn)卧?8反射的測(cè)量信號(hào)?？梢越?替設(shè)定第一和第二時(shí)間窗口。當(dāng)具有兩個(gè)增壓?jiǎn)卧?5、26的增壓裝置24運(yùn)行時(shí)，通過傳感 器單元12交替檢測(cè)兩個(gè)增壓?jiǎn)卧?5、26的轉(zhuǎn)速，在控制單元34中提供轉(zhuǎn)速信息，并且/或 者傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元?？梢酝ㄟ^由傳感器單元32以交替詢問第一天線35和第二天線36的方式，交替接 收反射的測(cè)量信號(hào)。例如可以在控制單元32中利用一個(gè)可通過控制單元34可控制地實(shí)施 的合適的多路轉(zhuǎn)換器將天線35、36中的其中一個(gè)天線與傳感器單元32相連。通過轉(zhuǎn)換到 相應(yīng)的天線35、36，即可簡(jiǎn)單地在傳感器單元33中提供接收到的測(cè)量信號(hào)。在另一種可選實(shí)施方式中，測(cè)量裝置31并非與單個(gè)天線35、36相連，而是與一個(gè) 陣列天線40相連，如附圖7所示。可以通過信號(hào)源32按照已知的方式利用不同相位置的測(cè) 量信號(hào)對(duì)陣列天線進(jìn)行觸發(fā)，使得所發(fā)射的電磁測(cè)量信號(hào)的方向(最高天線增益的方向) 指向要檢測(cè)其轉(zhuǎn)速的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28。通過由控制單元34觸發(fā)適當(dāng)?shù)臋C(jī)械或電元件，即可設(shè) 定單個(gè)相位置。改變測(cè)量信號(hào)的相位置，就可以調(diào)整陣列天線的方向作用，從而對(duì)準(zhǔn)待檢測(cè) 的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28。如果使用微波作為測(cè)量信號(hào)，則尤其適用這種方法。由于陣列天線40無法同時(shí)朝向兩個(gè)不同的方向發(fā)射測(cè)量信號(hào)，因此控制單元34 必須使信號(hào)源32與傳感器單元33相互同步，使得信號(hào)源32在第一時(shí)間窗口內(nèi)將測(cè)量信號(hào) 提供給陣列天線40，從而測(cè)量信號(hào)指向第一增壓?jiǎn)卧?5的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28，并且傳感器單元 33接收由陣列天線接收的來自第一增壓?jiǎn)卧?5的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28方向的測(cè)量信號(hào)。此外控 制單元34還可以觸發(fā)信號(hào)源32，使得通過陣列天線40在第二時(shí)間窗口內(nèi)相應(yīng)發(fā)射測(cè)量信 號(hào)，從而該信號(hào)朝向第二增壓?jiǎn)卧?6的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28。然后在第二時(shí)間窗口內(nèi)在控制單元 33中分析收到的測(cè)量信號(hào)?？梢园凑丈鲜龇绞椒治鍪盏降臏y(cè)量信號(hào)，方式是對(duì)由壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28的運(yùn)動(dòng)調(diào)制 的信號(hào)的頻率進(jìn)行分析?？上攵€可以選用其它分析方法按照已知的方式通過由于多普勒效應(yīng)引起的 發(fā)射的測(cè)量信號(hào)與接收的測(cè)量信號(hào)之間的頻率差對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的葉的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行分析。 轉(zhuǎn)速η的計(jì)算式為η = ((f' /f-l)c)/2 3ir其中f'表示接收的測(cè)量信號(hào)的頻率，f表示發(fā)射的測(cè)量信號(hào)的頻率，c表示光速， r表示壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28的葉上反射的測(cè)量信號(hào)的測(cè)量點(diǎn)與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn)軸線之 間的距離。還可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)，對(duì)用來檢測(cè)第一和第二增壓?jiǎn)卧?5、26壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28 的時(shí)間窗口的時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行控制。例如，當(dāng)增壓裝置24中僅有一個(gè)增壓?jiǎn)卧?5、26處在活動(dòng) 狀態(tài)、而另一個(gè)被相應(yīng)的排氣泄壓閥29切換到不活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，則只要適當(dāng)選擇相應(yīng)的天線 25、26，或者利用陣列天線40將測(cè)量信號(hào)對(duì)準(zhǔn)活動(dòng)增壓?jiǎn)卧?5、26的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子28，就可以 僅僅地、更經(jīng)常地或者以長(zhǎng)于相應(yīng)的另外時(shí)間窗口的時(shí)段的時(shí)段檢測(cè)活動(dòng)的增壓?jiǎn)卧?5、 26中的轉(zhuǎn)速。應(yīng)以比較少的費(fèi)用，使用唯一一個(gè)信號(hào)源以及唯一一個(gè)傳感器元件來分析增壓裝 置的兩個(gè)增壓?jiǎn)卧霓D(zhuǎn)速。尤其應(yīng)簡(jiǎn)單地實(shí)施高頻模塊來生成微波、處理接收信號(hào)。由于 能夠在與轉(zhuǎn)速變化動(dòng)態(tài)性相比極小的時(shí)間窗口范圍內(nèi)檢測(cè)轉(zhuǎn)速，因此轉(zhuǎn)速信號(hào)完全適合用 來實(shí)時(shí)控制增壓裝置。附圖8a和8b所示為測(cè)量裝置10的另一種布置方案。從附圖8a和8b可以看出， 測(cè)量裝置10遠(yuǎn)離壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3地布置在用于供應(yīng)待由壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3壓縮的空氣的進(jìn)氣管 40上。在附圖8a和8b所示的實(shí)施方式中，測(cè)量裝置10安置在進(jìn)氣管40的壁之中，從而 可以在進(jìn)氣管40內(nèi)部接收發(fā)射的及反射的測(cè)量信號(hào)。測(cè)量裝置10不僅可以直接、而且可 以間接向壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3發(fā)射測(cè)量信號(hào)。在附圖8a和8b所示的實(shí)施方式中，所發(fā)射的測(cè)量 信號(hào)在進(jìn)氣管40的壁上被反射一次或多次。為此所述進(jìn)氣管可以用一種反射測(cè)量信號(hào)的 材料、適宜用一種導(dǎo)電材料、尤其適宜用一種金屬制成。在附圖8a所示的實(shí)施方式中可以 看出，所發(fā)射的測(cè)量信號(hào)在反射點(diǎn)Rl和R2上被反射，從而使其指向壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的預(yù)定位 置。反射的測(cè)量信號(hào)基本上可以采用與發(fā)射的測(cè)量信號(hào)一樣的方式，被朝向測(cè)量裝置10反 射，或者以其它方式通過進(jìn)氣管40傳播，并例如在其它反射點(diǎn)RR1、RR2和RR3上朝向測(cè)量 裝置10反射。附圖8a所示的實(shí)施方式采用的是一種金屬或?qū)щ姷倪M(jìn)氣管40，而在附圖8b所示 的實(shí)施方式中，進(jìn)氣管用一種非傳導(dǎo)的材料制成，并因此對(duì)于所發(fā)射的微波測(cè)量信號(hào)基本 上可以透過。為了在反射點(diǎn)Rl和R2上實(shí)現(xiàn)反射，可以在反射點(diǎn)R1、R2處給進(jìn)氣管40設(shè)置 反射面。例如可以用粘貼或者涂層方式，在進(jìn)氣管40的內(nèi)側(cè)施加金屬面。由于進(jìn)氣管40 的材料可以透過微波測(cè)量信號(hào)，因此也可以在進(jìn)氣管40的外側(cè)涂覆或施加反射區(qū)域。附圖9所示為另一種實(shí)施方式，測(cè)量裝置10在進(jìn)氣管40之外。在這種情況下，進(jìn) 氣管40同樣不傳導(dǎo)，因此微波測(cè)量信號(hào)可以透過進(jìn)氣管40。在附圖9所示的實(shí)施方式中， 測(cè)量裝置10被布置，使得所發(fā)射的微波測(cè)量信號(hào)直接指向壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3，也就是在進(jìn)氣管 40中沒有反射。適宜利用一種適當(dāng)?shù)闹Ъ?1將測(cè)量裝置10固定在進(jìn)氣管40上，當(dāng)然也可以將測(cè) 量裝置10安置在其它部件上。附圖IOa和IOb所示的實(shí)施方式基本上綜合了附圖8a和8b以及附圖9所示實(shí)施 方式的特征。按照附圖IOa和IOb所示的實(shí)施方式，測(cè)量裝置10安裝在進(jìn)氣管40之外，其 通過可以透過微波測(cè)量信號(hào)的進(jìn)氣管40的區(qū)域?qū)⑽⒉y(cè)量信號(hào)導(dǎo)入進(jìn)氣管40內(nèi)部。在那 里微波測(cè)量信號(hào)在多個(gè)反射點(diǎn)R1-R3上被反射并如此朝向壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的確定區(qū)域。在附圖IOa所示的實(shí)施方式中，在測(cè)量裝置10將測(cè)量信號(hào)注入進(jìn)氣管40之中的 位置下游的進(jìn)氣管40的區(qū)域?qū)щ姷貥?gòu)造，例如在內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)電層，因此在進(jìn)氣管
1140內(nèi)部不僅可以傳導(dǎo)發(fā)射的微波測(cè)量信號(hào)，也可傳導(dǎo)反射的微波測(cè)量信號(hào)。在附圖IOa所 示的實(shí)施方式中，如果反射的微波測(cè)量信號(hào)具有不同于發(fā)射的微波測(cè)量信號(hào)的輻射走向， 則反射的微波測(cè)量信號(hào)也指向測(cè)量裝置10。附圖IOb所示的實(shí)施方式則與此不同，反射點(diǎn) 位置被限制，因此基本上當(dāng)輻射路徑基本上對(duì)應(yīng)于發(fā)射的微波測(cè)量信號(hào)的輻射路徑時(shí)，反 射的微波測(cè)量信號(hào)才會(huì)朝向測(cè)量裝置返回。 替換地也可以采用至少兩體的進(jìn)氣管40，其中的一段合成材料進(jìn)氣管接入到終止 于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子3的相應(yīng)金屬管之中。測(cè)量裝置10可以布置在合成材料管之外，使得測(cè)量裝 置10可以將測(cè)量信號(hào)透過合成材料進(jìn)氣管發(fā)射到金屬管之中。原則上可以將附圖8 10 所示的實(shí)施方式與前述轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置組合。
權(quán)利要求
用于確定壓氣機(jī)(1)尤其是渦輪增壓器轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟 提供(S1)指向壓氣機(jī)(1)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(3)的測(cè)量信號(hào)尤其是微波測(cè)量信號(hào)，使得測(cè)量信號(hào)在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(3)的旋轉(zhuǎn)的葉片(9)上被反射； 檢測(cè)(S2)一個(gè)或多個(gè)葉片(9)反射的測(cè)量信號(hào)； 根據(jù)所反射的測(cè)量信號(hào)確定(S3)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，分析反射的測(cè)量信號(hào)的調(diào)制，以便確定轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，將發(fā)射的測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)乘以反射的測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)，以 獲得包含和信號(hào)與差信號(hào)的積信號(hào)，濾掉差信號(hào)，在考慮葉片(9)的數(shù)量的情況下根據(jù)差 信號(hào)算出轉(zhuǎn)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，利用傅立葉分析對(duì)積信號(hào)進(jìn)行分析，以便確定差信號(hào) 的頻率作為轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的方法，當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過轉(zhuǎn)速閾值時(shí)，就 提供錯(cuò)誤信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的方法，將閾值與分析信息進(jìn)行比較，根據(jù)閾值比 較結(jié)果保存和/或者輸出錯(cuò)誤信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的方法，對(duì)由于多普勒效應(yīng)通過葉片運(yùn)動(dòng)而發(fā)生 的、關(guān)于發(fā)射的測(cè)量信號(hào)的反射的測(cè)量信號(hào)頻率變化進(jìn)行分析，從而確定轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任何一項(xiàng)所述的方法，根據(jù)發(fā)射的測(cè)量信號(hào)與反射的測(cè)量信 號(hào)之間的相位偏差算出壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的位置變化，通過分析確定時(shí)間內(nèi)的位置變化算出轉(zhuǎn)速 數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的方法，朝向第一壓氣機(jī)(25)的第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)發(fā)射測(cè)量信號(hào)，使得測(cè)量信號(hào)在第一壓 縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)的旋轉(zhuǎn)的葉片(9)上被反射；朝向第二壓氣機(jī)(25)的第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)發(fā)射測(cè)量信號(hào)，使得測(cè)量信號(hào)在第二壓 縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)的旋轉(zhuǎn)的葉片(9)上被反射；在第一時(shí)間窗口內(nèi)檢測(cè)第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)的一個(gè)或多個(gè)葉片所反射的測(cè)量信號(hào)， 并且在第二時(shí)間窗口內(nèi)檢測(cè)第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)的一個(gè)或多個(gè)葉片所反射的測(cè)量信號(hào)； 根據(jù)相應(yīng)的反射的測(cè)量信號(hào)確定第一和第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，交替使得測(cè)量信號(hào)在第一時(shí)間窗口內(nèi)指向第一壓縮 機(jī)轉(zhuǎn)子(28)，并且在第二時(shí)間窗口內(nèi)指向第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，交替選擇第一和第二時(shí)間窗口，根據(jù)第一和第二壓氣 機(jī)的所相應(yīng)設(shè)置的壓氣機(jī)功率選擇第一和第二時(shí)間窗口的時(shí)長(zhǎng)。
12.用于確定壓氣機(jī)(1)的、尤其是渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的裝置，包括_信號(hào)源(11)，用于提供指向壓氣機(jī)⑴的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子⑶的測(cè)量信號(hào)尤其是微波測(cè) 量信號(hào)，使得測(cè)量信號(hào)在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(3)的旋轉(zhuǎn)的葉片(9)上被反射； -傳感器元件(12)，用于檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)葉片(9)反射的測(cè)量信號(hào)； -控制單元(15)，用于根據(jù)所反射的測(cè)量信號(hào)確定轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，包括一個(gè)或多個(gè)天線，用于朝向第一壓氣機(jī)(25)的第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)發(fā)射測(cè)量信號(hào)的天線，使得測(cè)量信號(hào)在第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)的旋轉(zhuǎn)的葉片(9)上被反射，并且用于朝向 第二壓氣機(jī)(25)的第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)發(fā)射測(cè)量信號(hào)，使得測(cè)量信號(hào)被第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子 (28)的旋轉(zhuǎn)的葉片反射；構(gòu)造傳感器元件(12)，以在第一時(shí)間窗口內(nèi)檢測(cè)第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)的一個(gè)或多個(gè) 葉片(9)反射的測(cè)量信號(hào)，并且在第二時(shí)間窗口內(nèi)檢測(cè)第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)的一個(gè)或多個(gè) 葉片(9)反射的測(cè)量信號(hào)；構(gòu)造控制單元(15)，以根據(jù)相應(yīng)的反射的測(cè)量信號(hào)確定第一和第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28) 的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，所述天線包括陣列天線，由信號(hào)源(11)對(duì)其進(jìn)行觸 發(fā)，使得測(cè)量信號(hào)以交替方式在第一時(shí)間窗口內(nèi)指向第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)，并且在第二時(shí) 間窗口內(nèi)指向第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(28)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的裝置，構(gòu)造控制單元(15)，以交替選擇第一和第二時(shí) 間窗口，根據(jù)第一和第二壓氣機(jī)的所相應(yīng)設(shè)置的壓氣機(jī)功率選擇第一和第二時(shí)間窗口的時(shí) 長(zhǎng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12 15中任一項(xiàng)所述的裝置，相對(duì)于壓氣機(jī)(25)的進(jìn)氣管(40)布 置信號(hào)源(11)和傳感器元件(12)，以便將微波測(cè)量信號(hào)注入到進(jìn)氣管(40)之中，并以便通 過傳感器元件(12)接收反射的微波測(cè)量信號(hào)，微波測(cè)量信號(hào)在進(jìn)氣管(40)上至少被反射 一次，并且/或者一次穿透進(jìn)氣管(40)的壁。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，進(jìn)氣管用一種導(dǎo)電材料制成，或者在進(jìn)氣管的管壁 上形成反射部位(Rl，R2，RRl, RR2，RR3)，反射部位通過將導(dǎo)電層施加到不傳導(dǎo)的進(jìn)氣管 (40)上構(gòu)成。
18.包含程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，在數(shù)據(jù)處理單元上執(zhí)行程序代碼時(shí)，該代碼可執(zhí)行權(quán) 利要求1 11中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定壓氣機(jī)(1)尤其是渦輪增壓器轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟提供(S1)指向壓氣機(jī)葉輪的測(cè)量信號(hào)尤其是微波測(cè)量信號(hào)，使得測(cè)量信號(hào)在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(3)的葉片(9)上被反射；檢測(cè)(S2)一個(gè)或多個(gè)葉片(9)反射的測(cè)量信號(hào)；根據(jù)所反射的微波測(cè)量信號(hào)確定(S3)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。本發(fā)明還涉及一種用于確定壓氣機(jī)(1)的、尤其是渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的裝置，包括信號(hào)源，用于提供指向壓氣機(jī)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的測(cè)量信號(hào)尤其是微波測(cè)量信號(hào)，使得測(cè)量信號(hào)在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的葉片上被反射；傳感器元件，用于檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)葉片反射的測(cè)量信號(hào)；控制單元，用于根據(jù)所反射的測(cè)量信號(hào)確定轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)F02B37/12GK101923164SQ20101024730
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者A·格羅斯曼, B·奧皮爾茨, D·艾徹爾, D·霍夫曼, J·勞本德, J·塞德爾, J·溫特, K·勒欽米勒, U·卡斯納 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司