[发明专利]涡轮控制装置预测

说明书

为涡轮发动机提供磨损相关的预测和诊断包括，在操作涡轮控制装置时，随时间循环地追踪总的装置行程距离：基于与监测涡轮控制装置的位移传感器关联的装置位置数据选择性识别实际的装置运动；以及，为总的装置行程距离累积对应于所识别的实际的装置运动的增量装置行程距离。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月28日提交的美国专利申请No.15/195,373的优先权，该申请的全部内容通过引用合并在本文中。

技术领域

本说明书大体涉及用于电气促动的涡轮控制装置的磨损相关的预测。

技术背景

诸如燃料控制阀和可变叶片促动器的涡轮控制装置包括许多部件，所述部件随时间经受磨坏失效模式。例如，各种密封、轴承、齿轮、导杆和其他部件能够累积承受小但是显著的磨损损坏，该磨损损坏与装置的使用以及过程和环境状况成正比。这些部件的不能预料的磨坏能够具有高度的破坏性。例如，密封磨坏（在涡轮燃料控制阀上常见的现场问题）通常导致阀泄漏，且最终导致昂贵的计划外运行中断。另外，齿轮组或导杆的磨坏可以阻止阀按照需求正确打开或闭合，这可导致不安全的操作。因此，期望检测磨坏和预报在各种控制装置部件（例如，阀密封）中剩下的寿命量的能力。

发明内容

第一方面包括通信地联接到涡轮控制装置和涡轮发动机控制单元（ECU）的驱动器。驱动器包括存储器、处理器和指令，指令存储在存储器中，且当通过处理器执行时可操作以使驱动器执行包括如下的操作：循环地操作涡轮控制装置：从涡轮ECU接收需求信号；并且，基于需求信号，确定期望位置以及将所述期望位置传输至涡轮控制装置。操作还包括，在涡轮控制装置的操作期间，循环地随时间追踪总的装置行程距离：基于与监测涡轮控制装置的位移传感器关联的装置位置数据选择性识别实际的装置运动；并且，为总的装置行程距离累积对应于所识别的实际的装置运动的增量装置行程距离。

第二方面包括用于为涡轮发动机提供磨损相关的预测和诊断的计算机实施的方法。该方法使用一个或多个处理器执行以执行操作，所述操作包括：循环地操作涡轮控制装置：从涡轮发动机控制单元（ECU）接收需求信号；并且，基于需求信号，确定期望位置以及将所述期望位置传输至涡轮控制装置。所述操作还包括，在涡轮控制装置的操作期间，循环地随时间追踪总的装置行程距离：基于与监测涡轮控制装置的位移传感器关联的装置位置数据选择性识别实际的装置运动；并且，为所述总的装置行程距离累积对应于所识别的实际的装置运动的增量装置行程距离。

第三方面包括一种非瞬态计算机可读存储媒介，其联接到一个或多个处理器且具有存储在其上的指令，所述指令在通过所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行用于为涡轮发动机提供磨损相关的预测和诊断的操作。所述操作包括循环地操作涡轮控制装置：从涡轮发动机控制单元（ECU）接收需求信号；并且，基于需求信号，确定期望位置以及将所述期望位置传输至涡轮控制装置。所述操作还包括，在涡轮控制装置的操作期间，循环地随时间追踪总的装置行程距离：基于与监测涡轮控制装置的位移传感器关联的装置位置数据选择性识别实际的装置运动；并且，为所述总的装置行程距离累积对应于所识别的实际的装置运动的增量装置行程距离。

在上述方面中的一个或多个中，涡轮控制装置包括涡轮燃料控制阀和可变叶片促动器中的至少一个。

在上述方面中的一个或多个中，追踪总的装置行程距离还包括对从位移传感器接收的装置位置信号滤波。在一些示例中，识别实际的装置运动包括：比较装置位置数据与装置运动窗口；以及，确定装置位置超出装置运动窗口。在一些示例中，装置运动窗口包括基于涡轮控制装置的物理特征的预定阈值。在一些示例中，物理特征与涡轮控制装置的密封、齿轮、轴承和导杆中的至少一个关联。在一些示例中，装置运动窗口包括两个相反的阈值。在一些示例中，追踪总的装置行程距离还包括：响应于识别实际的装置运动，基于增量装置行程距离调整装置运动窗口。在一些示例中，追踪总的装置行程距离还包括：计算作为装置位置数据与装置运动窗口之间的绝对值的增量装置行程距离。