CN105525986A - 废气门致动器增益调整 - Google Patents
废气门致动器增益调整 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105525986A CN105525986A CN201510673948.8A CN201510673948A CN105525986A CN 105525986 A CN105525986 A CN 105525986A CN 201510673948 A CN201510673948 A CN 201510673948A CN 105525986 A CN105525986 A CN 105525986A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- actuator
- wastegate
- gain
- wastegate actuator
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1409—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1413—Controller structures or design
- F02D2041/1422—Variable gain or coefficients
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
- F02D2041/2065—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit the control being related to the coil temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/70—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle exterior
- F02D2200/703—Atmospheric pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
本发明涉及废气门致动器增益调整。提供用于控制废气门致动器的各种方法。在一个示例中,一种方法包括响应于限制供给至废气门致动器的电流来调整一个或多个废气门控制器增益,所述电流响应废气门致动器的温度超过阈值而被限制。
Description
技术领域
本公开的领域涉及控制涡轮增压器中的废气门。
背景技术
一些内燃发动机利用诸如涡轮增压器的压缩装置来增加发动机转矩/功率输出密度。在一个示例中,涡轮增压器可包括由驱动轴连接的压缩机和涡轮,其中涡轮联接到发动机的排气歧管侧,并且压缩机联接到发动机的进气歧管侧。以这种方式,排气驱动的涡轮供给能量至压缩机,以增加进气歧管中的压力(例如,升压或升压压力)并且增加空气到发动机中的流动。通过例如用废气门调整到达涡轮的气体量,可以控制升压。致动器可以经由联动装置(linkage)被操作性地联接到废气门阀并可以被驱动以将废气门阀定位在完全打开位置和完全关闭位置之间的任何地方(例如,在阀座处),以实现基于工况的期望升压。例如,致动器可以是电致动器,如电动马达。
一些废气门致动器实施控制策略,在该控制策略中使用一个或多个增益(gain)因素,例如在控制策略中采用比例控制、积分控制和/或微分控制。当采用PID控制时,三个控制增益分别控制比例项、积分项和微分项在关系式中的分担额,所述关系式为输入(例如,诸如期望的废气门致动器位置和测量的废气门致动器位置之间的差的误差)提供输出(例如,废气门致动器位置)。
在某些情况下,由于邻近的排气流,废气门致动器的电动马达可以暴露于高的环境温度,并且其本身可以展示高温,例如由于例如其中一直期望的高的或最大的升压的工况期间高电流的连续接收。在这些状况期间,可以限制供给至马达的电流,以维持马达温度处于可接受水平并防止马达劣化。然而,当不限制到马达的电流供给时,由废气门致动器采用的控制增益可能不适合于其中限制到马达的电流供给的时候。
美国专利申请No.2010/0170244描述用于响应当前系统工况和包括多个增益值组的静态解耦增益组来调整控制器增益的系统和方法。然后基于所调整的控制器增益和至少一个误差项,可以确定致动器响应。致动器响应可以包括涡轮增压器临界流量调节器(swallowingcapacitymodifier)位置,如涡轮增压器废气门位置。增益组可以根据例如发动机转速和/或转矩输出被选择。
本发明人在此已认识到以上所述方法的问题。具体地,控制器增益未响应供给至废气门致动器的电流的限制来调整。因此,对于其中限制和不限制废气门致动器电流的操作模式,不能提供期望的废气门控制,从而潜在地导致在致动器电流限制的时间期间的不期望的废气门操作。
发明内容
至少部分地解决上述问题的一种途径包括一种方法,该方法包括响应于限制供给至废气门致动器的电流来调整一个或多个废气门控制器增益,所述电流响应废气门致动器的温度超过阈值而被限制。
在更具体的示例中,调整一个或多个废气门控制器增益包括相对于各自的标称增益减少一个或多个废气门控制器增益。
以这种方式,对于其中限制到废气门致动器的电流供给的操作模式和对于其中不限制到废气门致动器的电流供给的标称操作模式,可以提供期望的废气门致动器控制。因此,通过这些动作实现技术结果。
当单独或结合附图时,根据以下具体实施方式,本发明的上述优点和其他优点及特征将是显而易见的。
应该理解的是,提供上述发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征,所要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一限定。此外,所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1是示出示例发动机的示意图。
图2示出示例性废气门布置。
图3A和图3B示出说明用于经由废气门控制涡轮增压器的方法的流程图。
图4示出说明用于基于绕组电阻确定废气门致动器的温度的方法的流程图。
图5示出说明对于示例性驱动周期的根据图3A-图3B的方法的致动器电流和升压限制的曲线图。
具体实施方式
提供了用于控制废气门致动器的各种方法。在一个示例中,一种方法包括响应限制供给至废气门致动器的电流,调整一个或多个废气门控制器增益,所述电流响应所述废气门致动器的温度超过阈值而被限制。图1是示出示例发动机的示意图,图2示出示例性废气门布置,图3A和图3B示出说明用于经由废气门控制涡轮增压器的方法的流程图,图4示出说明用于基于绕组电阻确定废气门致动器的温度的方法的流程图,并且图5示出说明对于示例性驱动周期的根据图3A-图3B的方法的致动器电流和升压限制的曲线图。图1的发动机也包括经配置以执行图3A、图3B和图4中所描述的方法的控制器。
图1是示出示例发动机10的示意图,所述示例发动机10可包括在汽车的推进系统中。发动机10被示出具有四个汽缸30。然而,也可以根据当前公开使用其他数量的汽缸。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统和由经由输入装置130的来自车辆操作员132的输入进行控制。在该示例中,输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如,汽缸)30可以包括具有定位在其中的活塞(未示出)的燃烧室壁。活塞可以联接到曲轴40使得该活塞的往复运动转换成该曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间传输系统(未示出)联接到车辆的至少一个驱动轮。此外,起动器马达可经由飞轮被联接到曲轴40,以启动发动机10的起动操作。
燃烧室30可经由进气通道42从进气歧管44接收进气空气并且可经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管46能够选择性地经由各自的进气门和排气门(未示出)与燃烧室30连通。在一些实施例中,燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
燃料喷射器50被示出直接联接到燃烧室30,用于以与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到燃烧室30中。以这种方式,燃料喷射器50提供所谓的到燃烧室30的燃料直接喷射。燃料喷射器可安装在燃烧室的一侧中,或者例如安装在燃烧室的顶部中。燃料可以由燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器50,所述燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料轨。在一些实施例中,燃烧室30可以替代地或额外地包括在提供布置在进气歧管44中的燃料喷射器,进气歧管44在所谓的燃料到来自每个燃烧室30上游的进气端口的端口喷射的配置中。
进气通道42可以包括分别具有节流板22和24的节气门21和23。在该特定示例中,节流板22和24的位置可经由提供至包括节气门21和23的致动器的信号由控制器12改变。在一个示例中,致动器可以是电致动器(例如,电动马达),一种通常称为电子节气门控制(ETC)的配置。以这种方式,节气门21和23可以经操作,以改变提供至其他发动机汽缸中的燃烧室30的进入空气。节流板22和24的位置可由节气门位置信号TP提供至控制器12。进气通道42还可包括用于提供各自信号MAF(质量空气流量)、MAP(歧管空气压力)至控制器12的质量空气流量传感器120、歧管空气压力传感器122和节气门入口压力传感器123。
排气通道48可从汽缸30接收排气。排气传感器128被示出联接到在涡轮162和排放控制装置78的上游的排气通道48。传感器128可选自用于提供排气空气/燃料比的指示的各种合适传感器,例如诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、NOX、HC或CO传感器。传感器128可以可替代地定位在涡轮62的下游。排放控制装置78可以是三元催化剂(TWC)、NOX捕集器、各种其他排放控制装置或它们的组合。
在一些实施例中,基于诸如转速、负荷、空气-燃料比(AFR)、火花延迟等发动机工况可以推断排气温度。在另一些实施例中,排气侧温度传感器79可以被定位在涡轮62的入口侧的上游和排气歧管46的出口侧的下游。排气侧温度传感器79可以经特别地配置以感测流过排气通道48的气体的温度并将所感测的温度作为信号ET转送至控制器12。传感器79可以是例如热电偶。更一般地,排气温度可以由传感器79和/或位于排气通道48中的未示出的其他传感器测量。在另一些实施例中,排气侧温度传感器79可以以其他方式被配置,例如,排气侧温度传感器可经配置以感测涡轮62的入口温度。
控制器12在图1中被示为微型计算机,其包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在该特定示例中被示为只读存储芯片(ROM)106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和数据总线。控制器12可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号,除了前面所讨论的那些信号以外,还包括来自质量空气流量传感器120的感应质量空气流量(MAF)的测量值;来自在发动机10内的一个位置中示意性地示出的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP);如所讨论的来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);和如所讨论的来自传感器122的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号(RPM)可以由控制器12从信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管44中真空或压力的指示。注意,可以使用上述传感器的各种组合,如有MAF传感器而无MAP传感器,或反之亦然。在化学计量操作期间,MAP传感器能够给出发动机转矩的指示。此外,该传感器连同所检测的发动机转速能够提供引入至汽缸中的充气(包括空气)的估计。在一个示例中,也用作发动机转速传感器的传感器118在曲轴40的每旋转以此可以产生预定数量的等距脉冲。在一些示例中,存储介质只读存储器106可以使用表示指令的计算机可读数据编程,所述指令可由处理器102执行用于执行以下描述的方法以及预期但未具体列出的其他变体。
发动机10还可以包括诸如涡轮增压器或机械增压器的压缩装置,该压缩装置包括沿进气歧管44布置的至少一个压缩机60。对于涡轮增压器,压缩机60可以至少部分地经由例如轴或其他联接布置由涡轮62驱动。涡轮62可沿排气通道48布置并与流过其中的排气连通。各种布置可经提供以驱动压缩机。对于机械增压器,压缩机60可至少部分地由发动机和/或电动机器驱动,并且可以不包括涡轮。因此,经由涡轮增压器或机械增压器提供至发动机的一个或多个汽缸的压缩量可由控制器12改变。在一些情况下,涡轮62可以驱动例如发电机64,以经由涡轮驱动器68提供电力至电池66。来自电池66的电力然后可以用于经由马达70驱动压缩机60。此外,传感器123可以被设置在进气歧管44中用于提供升压信号至控制器12。
此外,排气通道48可以包括用于转移排气远离涡轮62的废气门26。在一些实施例中,废气门26可以是多级废气门,如具有经配置以控制升压压力的第一级和经配置以增加到排放控制装置78的热流的第二级的两级废气门。废气门26可以与致动器150一起操作,所述致动器150可以是例如诸如电动马达的电致动器,然而也可以使用气动致动器。进气通道42可以包括经配置以将进气空气转移到压缩机60周围的压缩机旁通阀27。废气门26和/或压缩机旁通阀27可以经由致动器(例如,致动器150)由控制器12控制,以便当例如期望较低的升压压力时被打开。
进气通道42还可包括增压空气冷却器(CAC)80(例如,中间冷却器)以减小涡轮增压的或机械增压的进气气体的温度。在一些实施例中,增压空气冷却器80可以是空气对空气热交换器。在另一些实施例中,增压空气冷却器80可以是空气对液体热交换器。
此外,在所公开的实施例中,排气再循环(EGR)系统可经由EGR通道140将期望部分的排气从排气通道48传送至进气通道42。提供至进气通道42的EGR量可经由EGR阀142由控制器12改变。此外,EGR传感器(未示出)可以被布置在EGR通道内并且可以提供排气的压力、温度和浓度中的一个或多个的指示。可替代地,可基于来自MAF传感器(上游)、MAP(进气歧管)、MAT(歧管气体温度)和曲柄速度传感器的信号通过所计算的值控制EGR。此外,可基于排气O2传感器和/或进气氧传感器(进气歧管)控制EGR。在一些状况下,EGR系统可用于调节燃烧室内空气和燃料混合物的温度。图1示出高压EGR系统,其中EGR从涡轮增压器的涡轮的上游被传送至涡轮增压器的压缩机的下游。在另一些实施例中,发动机可以额外地或替代地包括低压EGR系统,其中EGR从涡轮增压器的涡轮的下游被传送至涡轮增压器的压缩机的上游。
图1还大体示出车辆前端160、定位在车辆前端处的格栅启闭器(grilleshutters)162和至少部分地容纳包括发动机10的多个部件的发动机舱164。格栅启闭器162的位置(例如,翅片角(finangle))可由发动机12控制,以例如调整引入至发动机舱164中的空气水平。格栅启闭器位置可以连同诸如车辆速度的其他运转参数一起使用,以估计环境温度。特别地,可以估计在发动机舱164内部的区域的环境温度;在一个示例中环境温度可对应于环绕并邻近废气门致动器150(例如,在位置166处)的空气的温度,或者在另一个示例中环境温度可对应于直接接近和邻近废气门致动器(例如,在位置168处)的空气的温度。
现在转向图2,其示出了示例性废气门布置200。例如,废气门200可以是图1中的废气门26。废气门200由致动器202操作,致动器202可以是图1中的致动器150。在该示例中,致动器202是包括电动马达的电致动器。在一些示例中,致动器202可以特别地是具有经受旋转以从而改变致动器位置的元件的旋转致动器。致动器202的输出轴201联接到联动装置204并且具体地联接到该联动装置的第一连杆206。如图所示,所示的实施例中的联动装置204是四杆的,然而诸如线性杆的其他联动装置也是可能的。联动装置204绕包括第一枢轴208和第二枢轴212的两个枢轴移动,其中第一连杆206和第二连杆210绕所述第一枢轴208旋转,第三连杆214和第四连杆216绕所述第二枢轴212旋转。第一连杆206、第二连杆210、第三连杆214和第四连杆216通常彼此联接以形成作为连续构件的联动装置204。在相对致动器202的一端处,联动装置204在第四连杆216处联接到废气门阀218,废气门阀218可以被定位在完全打开位置、完全关闭位置或相对于阀座220的其间的任何地方处。阀座220被示出设置在排气通道222的一部分中,排气通道222可以是例如图1中的发动机10的排气通道48。通过以该连续可变的方式定位废气门阀218,可以控制到达涡轮增压器的涡轮(例如,图1的涡轮62)的排气量。以这种方式,可以根据期望升压和其他工况控制输送到诸如图1的发动机10的发动机的升压压力。可以具体地经由致动器202的致动及其输出轴201的布置控制废气门200的废气门阀218的位置。致动器202和输出轴201的运动可经由联动装置204传递至排气门。
在图2中所描述的实施例中,废气门200包括废气门控制器223,其可操作以驱动废气门致动器202以便实现期望的废气门位置和因此到发动机的期望的升压输送。在一些示例中,废气门控制器223可从诸如图1的控制器12的发动机控制器接收期望的升压水平,并确定导致期望的升压水平输送的对应致动器(或废气门)位置,从而根据所确定的致动器位置驱动致动器202。废气门控制器223可采用各种合适的机构以这种方式驱动致动器202,包括但不限于反馈、前馈、比例、积分和/或微分(PID)控制。在一些示例中,废气门控制器223可根据一个或多个增益驱动致动器202,例如,对于比例控制机构、积分控制机构和微分控制机构中的每个的三个增益。所述增益可以在数字上调节PID控制的大小,并且可以影响由控制器223确定的各种输出,例如,致动器(例如,废气门阀)的响应(例如,速度、过冲(overshoot))定位、致动器电流确定等。然而,将理解的是其他废气门控制方法也是可能的。例如,在一些实施例中,废气门控制器223可以整合在发动机控制器(例如,图2的控制器12)内。
在一些示例中,可操作地控制到发动机(例如,图1的发动机10)的升压供给的升压控制系统可以包括包含废气门200的涡轮增压器,所述废气门200具有联接到废气门阀218的废气门致动器202和可操作地根据一个或多个控制增益基于期望升压驱动废气门致动器的控制器(例如,废气门控制器223、控制器12)。在一些方法中,可基于废气门致动器202的温度选择一个或多个控制增益。具体地,如果废气门致动器202的温度超过阈值,可以选择一个或多个减小的控制增益。一个或多个减小的控制增益可以相对于各自的标称控制增益减小。可以选择一个或多个减小的控制增益,以便例如在限制到废气门致动器202的电流供给的情况下提供期望的废气门控制。然而,如果废气门致动器202的温度等于或小于阈值温度,可以选择一个或多个标称控制增益。一个或多个标称控制增益可以大于其各自减小的控制增益对应部分。
废气门200还包括位置传感器224,所述位置传感器224可经配置以测量输出轴201的角度变化,以从而估计废气门阀218的位置。在一些示例中,可采用经配置感测致动器202中的旋转部件的旋转的旋转编码器,其中从其产生的脉冲发送至废气门控制器223。然而,位置传感器224可适用于其中代替图2中所示的四杆配置来使用线性杆联动装置的实施例。在任何情况下,由位置传感器224进行的测量可用于确定废气门阀218的位置,特别是从阀座220的顶表面到废气门阀218的底表面的距离。然而,在另一些实施例中,通过使用以上参照图1所描述的并发送至控制器12的信号(例如,升压)中一个或多个可基于软模型确定废气门阀的位置。
将理解的是,在不脱离本公开的范围的情况下可以修改废气门200及其各种部件。例如,代替或除位置传感器224以外,电流传感器和/或力传感器可以被包括致动器202内。如果这两个量是已知的或者能够被测量或推断出,则可以经由传感器或探针促进电流感测,或者在另一些示例中,可基于欧姆定律(或其他关系式)作为致动器电压(例如,终端电压)和致动器电阻(例如,绕组电阻)的比计算电流。此外,如上所述,可提供其他类型的联动装置,以将致动器202与废气门阀218联接,所述其他类型的联动装置包括但不限于线性杆。此外,偏置件(未示出)可以被联接到废气门阀218,以当致动器202未致动该阀时将该阀定位在默认位置中。
在高于阈值的操作温度下,例如由于电动马达劣化,致动器202的操作可以被劣化。因此,可确定致动器202的操作温度,其中如果操作温度超过阈值,采取各种动作。各种因素可有助于在本文称为“致动器温度”的致动器202的操作温度。如本文所用,“致动器温度”特别地指致动器202的绕组温度,并且如在下面进一步所述,可基于环绕致动器的周围环境的温度的确定进行推断“致动器温度”,或者在另一些实施例中,基于绕组电阻的确定直接估计绕组温度。因为环绕致动器202的环境(例如,废气门组件200)中的周围温度可显著地影响致动器温度,并且周围环境温度可由诸如流过排气通道222的排气等邻近排气的流动影响,所以废气门组件200可包括经配置感测环绕致动器202的周围环境的温度的温度传感器226,所述温度传感器226在一些示例中可用于确定致动器温度。在另一些实施例中,可基于各种发动机和车辆工况估计环境温度。例如,工况可以包括周围温度、发动机转速、发动机负荷、车辆速度和格栅启闭器位置(例如,图1的格栅启闭器162的翅片角)。如上所述,环境温度可以对应大致邻近废气门致动器202的区域(例如,对应于图1的位置166)或邻近并直接接近致动器的区域(例如,对应于图1的位置168)。
对于其中环绕致动器202的环境温度被用于确定致动器温度的实施例,对于给定的环境温度可以确定能够供给至致动器的最大电流。最大电流是对于给定环境温度能够施加至致动器202而不超过劣化的致动器操作的不可接受危险的最大允许电流,并且可以确定最大允许电流,因为高电流的连续施加能够扩大致动器劣化的可能性。例如因为需要完全关闭位置的维持和因此最大升压的提供,对于其中致动器已假设相对高的温度并需要最大电流的供给的情况,可限制施加至致动器202的电流(例如,相对于比能够施加至致动器的最大电流而减小)。在该示例中,当到致动器202的最大可能电流的供给由于高周围温度将有助于由致动器假设的高温度并且向致动器呈现不可接受的劣化危险时,限制电流。
作为非限制示例,作为时间的函数的下列关系式可以产生致动器202的绕组温度:T(t)=I2*R*KT*(1–e-t/τ)+TE,其中T是致动器绕组温度(例如,在一些示例中用作致动器温度),t是时间,I是绕组电流,R是绕组电阻,KT是绕组的热阻(例如,以℃/W为单位),τ是热时间常量,以及TE是环境温度(例如,如上所述推断出或基于来自温度传感器226的输出)。然而,在时间t接近无限大的限制中,该关系式假设下列形式:T=I2*R*KT+TE。可以无限地供给至致动器的最大电流可以因此基于根据下列重新布置的关系式的该关系式确定:IMAX=sqrt((TMAX–TE)/(R*KT)),其中IMAX是可无限地供给至致动器的最大连续电流(在本文称为“最大允许电流”),以及TMAX是最大允许绕组温度,即在经受劣化之前致动器202的绕组可以假设的最大温度。在一些示例中,基于已知的致动器202的属性,可以离线地确定最大允许绕组温度。
在另一些示例中,基于绕组温度可替代地或额外地到环境温度的在线确定可确定最大允许电流。对于其中在线确定绕组温度并代替环境温度使用绕组温度的实施例,基于瞬时绕组温度和最大允许绕组温度之间的差可确定最大允许电流。在一些示例中,对供给至致动器202的电流的变化可以与这个差成比例。
在一些实施例中,基于致动器的绕组电阻可确定致动器202的瞬时绕组温度。在一些示例中,基于贯穿转子的旋转范围的致动器转子的多个采样的绕组电阻的平均值可确定该绕组电阻。当绕组电阻可取决于电动马达中的转子位置时,以贯穿旋转范围(例如,全360°旋转、全半180°旋转、全360°旋转的任何子集或超集等)的多个转子角度采样绕组电阻并求绕组电阻平均值可以增加绕组电阻估计和致动器温度估计的精确性。给定的绕组电阻可以以各种合适的方式被确定,包括但不限于测量供给至致动器202的电压和电流。例如,经由上述电流传感器或探针可促进电流感测。例如经由查找表,基于已知的绕组材料属性,所平均的绕组电阻然后可以与绕组温度相关。可采用图4中所示和下面所述的方法400来在调节操作窗口期间获得绕组电阻。
如上所述,在某些条件下可期望限制至致动器202的电流供给。当限制至致动器202的电流供给时,可以响应于电流限制采取各种动作。在当未限制电流至致动器的供给时由控制器采用的一个或多个控制增益(在本文称为“标称控制增益”)可以不适合于当限制供给电流时的致动器控制时,一个此类动作可包括调整由废气门控制器223利用的一个或多个控制增益以控制致动器202。例如,在供给电流限制期间标称控制增益的使用可以导致不稳定的致动器和废气门阀定位,这进而可增加将期望升压输送至发动机的难度。因此,在一些示例中,可以采用其大小相对于标称控制增益对应部分减小的一个或多个控制增益。虽然减小的控制增益的使用可减小废气门200的转换响应,但是当具有减小的控制增益的废气门控制可仍然展现比整体升压控制更快的响应时,可仍然维持可接受废气门响应,所述整体升压控制的响应取决于除废气门和流体动力装置以外的部件。作为控制增益调整的非限制示例,废气门控制器223可根据期望的致动器位置(例如,基于从图1的发动机控制器12接收的期望升压确定的)和实际致动器位置(例如,由位置传感器224测量的)之间的差部分地操作致动器202。可以被认为是误差的这个差可乘以增益,增益的值可响应供给至致动器202的电流的限制被调整。在一些方法中,可替代地或除其他参数以外,可将该增益修改到限制到致动器202的电流供给的程度。此外,可执行从(一个或多个)标称控制增益至修改的(一个或多个)控制增益的使用的相对逐渐转换,以减轻废气门操作中的相反和突然过渡过程,否则所述过渡过程可以由在从(一个或多个)标称控制增益至(一个或多个)非标称控制增益的使用中的非逐渐转换引起。可采用诸如合适的过滤器的合适机构,以促进(一个或多个)调整的增益和各自的(一个或多个)标称增益之间的这种逐渐控制增益转换。
如上所述,在一些示例中,废气门控制器223可采用比例、积分和微分(PID)控制机构,因此,对于比例控制、积分控制和微分控制中的每个,三个增益(KP,KI,KD)可由控制器223采用。还如上所述,控制器223可以基于期望参数(例如,期望的致动器位置)和对应的实际(例如,测量的或推断的)参数(例如,实际致动器位置)之间的差(例如,误差)部分地操作致动器202。控制器223可尝试最小化该误差,以便通过根据以下关系式确定输出来实现期望参数和实际参数之间的最可能的对应,该关系式为:u(t)=KP*e(t)+KI*∫e(τ)dτ+KD*(de(t)/dt),其中u(t)是PID控制输出(例如,致动器位置、其应用导致致动器位置的致动器电流等),t是时间,e(t)是作为时间函数的误差,τ是积分变量(其中积分的限制例如从0至t),并且KP、KI和KD分别是确定比例项、积分项和微分项的分担额的比例控制常量、积分控制常量和微分控制常量。因此,响应限制到致动器202的电流供给,PID增益KP、KI和KD中的一个或多个(在一些示例中,全部)可如本文所述被调整。在一些示例中,PID增益可同样地被修改,例如KP、KI和KD中的每个可乘以相同的常量(例如,确定作为电流限制程度的函数)。在另一些示例中,PID增益可被唯一地修改;KP、KI和KD中的每个可乘以为特定PID增益确定的各自常量。
可采用各种合适的机构,以确定和/或存储PID增益调整;例如,可使用其输出是增益调整(例如,要乘到未修改增益以从而产生修改增益的常量)并其输入是电流限制程度的量化(例如,能够供给至致动器202的最大电流和施加到致动器的限制电流之间的差)的函数。在另一个示例中,存储增益调整作为一个或多个参数(例如,能够供给至致动器202的最大电流和施加到致动器的限制电流之间的差、致动器温度等)的函数的查找表可用一个或多个参数访问,以检索增益调整。应理解,可结合包括不与废气门或致动器位置相关联的那些的非PID增益来采用本文所述的增益调整。
图3A和图3B示出说明用于经由废气门控制涡轮增压器的方法300的流程图。方法300可由发动机控制器(例如,图1的控制器12)和/或废气门控制器(例如,图2的废气门控制器223)执行,以经由例如图2的致动器202控制废气门200。在一些示例中,该方法可包括确定期望的参数(例如,致动器位置、废气门位置、升压压力等)和对应的实际参数(例如,实际致动器位置、实际废气门位置、实际升压压力等)。在这些示例中,可根据期望的参数和对应的实际参数之间的差调整废气门。
在302处,该方法包括根据驱动器需求和发动机工况确定期望升压。所评估的条件可用例如诸如传感器112、传感器118、传感器120、传感器122、传感器123和传感器134的传感器直接测量,并且/或者所述条件可从其他发动机工况估计。所评估的条件可包括发动机冷却液温度、发动机油温度、空气质量流量(MAF)、歧管压力(MAP)、升压(例如,来自传感器123的升压压力)、发动机转速、怠速、大气压力、驾驶员需求转矩(例如,来自踏板位置传感器134的转矩)、空气温度、车辆速度等。
在该方法的304处,确定实际升压压力。该实际升压可由诸如传感器123的传感器直接测量。例如,所述测量可经由升压压力信号发送至控制器12并存储在计算机可读存储介质(例如,图1中的控制器12的ROM106、RAM108和/或KAM110)。在替代实施例中,可例如基于其他运转参数,如基于MAP和RPM估计实际升压压力。
在该方法的306处,确定大气压力。例如,大气压力可通过发动机启动从MAP传感器测量,且/或基于包括MAF、MAP、节气门位置等发动机的工况估计。所述测量可发送至发动机控制器并存储在计算机可读存储介质中。在替代实施例中,可基于其他运转参数估计大气压力。
在该方法的308处,确定实际升压和期望升压之间的差。例如,发动机控制器可确定所述差。在一些示例中,所述差可通过从实际升压减去期望升压来确定。
在该方法的310处,确定废气门阀升程,以便减小在308处确定的实际升压和期望升压之间的差。在一些示例中,除当前废气门阀升程(例如,经由位置传感器224感测的)以外,实际升压和期望升压之间的差被给送到经配置以确定废气门阀升程以便减少该差的合适控制机构。例如,废气门阀升程可用作到废气门动力装置的输入。在一些废气门致动器中,废气门阀升程可映射到废气门占空比。到废气门占空比的映射可包括使用查找表或计算废气门占空比。废气门控制(WGC)信号可包括经由废气门占空比的脉冲宽度调制,以调整废气门。废气门阀升程可通过例如前馈、反馈和/或其他控制算法实现。废气门占空比可由例如发动机控制器或废气门控制器产生。
补偿项可引起废气门致动器的延迟。另外,补偿项还可包括能够实现升压压力的基于双独立凸轮的运动的调整。例如,当进气凸轮以将相对于大气压力增加升压压力的方式移动时,可减小补偿项的大小。同样,当进气凸轮以将相对于大气压力减小升压的方式移动时,可增加补偿项的大小。
在该方法的312处,确定期望的致动器位置,以实现在310处确定的废气门阀升程。期望的致动器位置可被给送为到包括上述那些的各种合适控制机构的输入。在一些实施例中,可以替代地确定期望的致动器取向,如致动器中的旋转部件的旋转取向。
现在转向图3B,在该方法的314处,确定期望的致动器电流,以实现期望的废气门阀升程。基于瞬时致动器位置和期望的致动器位置之间的差异以及紧靠废气门阀作用的排气力可确定期望的致动器电流。
在该方法的316处,确定致动器的温度。致动器温度的确定可包括在318处确定环绕致动器的环境温度。如上所述,基于来自经配置以测量此类温度的传感器的输出可确定环绕致动器的环境温度,例如来自图2的温度传感器226的输出可以是用于确定环境温度的一个输入。然而,可采用其他机构,以确定致动器的环境温度。在一些示例中,基于一个或多个运转参数(例如,周围温度、发动机转速、发动机负荷、车辆速度、格栅启闭器位置等)可估计环境温度。环境温度可对应于大致邻近致动器(例如,在图1的位置166处)的区域或邻近和直接接近致动器(例如,在图1的位置168处)的区域。
在该方法的320处,基于在316处确定的致动器温度和已知的致动器性能确定可供给至致动器的最大允许电流。具体地,上面描述的以下关系式可用于确定最大允许电流:IMAX=sqrt((TMAX–TE)/(R*KT)),其中TMAX可以是用于给定致动器的固定值。在一些示例中,最大允许致动器温度TMAX可以被设置为相对减小的值,以提供抵抗致动器劣化的缓冲。在一些实施例中,如果不能够确定环境温度,最差情况温度(例如,最大发动机罩温度)可用作上述关系式中的TE。
在该方法的322处,确定在314处确定的期望的致动器电流是否超过最大允许致动器电流。如果期望的致动器电流超过最大允许电流(是),则该方法前进到323。如果期望的致动器电流不超过最大允许电流(否),则该方法前进到334。
在该方法的324处,限制升压,以避免劣化的致动器操作。升压限制可包括在326处,如果电流已经连续地施加到致动器达大于一个阈值持续时间,通过仅仅将最大允许电流供给至致动器来将致动器放置在最佳的可能的致动器位置处。换句话说,限制到致动器的供给电流。到致动器的电流的连续施加可在其中例如请求最大升压的条件期间发生。阈值持续时间可设置到各种合适的值,以确保致动器保护(例如,一秒),而不防止不产生劣化危险的致动器操作。将致动器放置在最佳的可能的位置继而将废气门阀定位在最佳的可能升程处。例如,通过相对于将被控制以实现期望的升压水平(例如,零升程/完全关闭位置)的升程增加废气门阀升程,可下冲到期望的升压水平(例如,最大升压)。然而,其中增加阀升程的量、其中减小供给至致动器以实现减小的电流的量和其中下冲期望升压的量是避免致动器劣化的最小量。换句话说,期望升压被下冲最小值,该最小值可最小化或在一些情况下觉察不到,对车辆性能的不利影响由车辆操作员察觉。在一些示例中,其中阀升程增加的量和减小的电流可以与其中期望的致动器电流超过最大允许电流的量成比例被确定。
在该方法的326处,任选地确定致动器的绕组温度。该方法的步骤326和步骤328一般表示其中绕组温度被用于限制电流和特别是其中被限制的电流的量的致动器保护的方法。
现在转向图4,其示出了说明用于基于绕组电阻确定图2的废气门致动器202的温度的方法400的流程图。方法400可例如由图1的发动机控制器12执行。
在该方法的401处,确定工况是否适合于采样废气门致动器的绕组电阻。合适的条件可包括接近完全关闭位置(例如,接近图2的阀座220)的废气门阀。注意,其中所述阀不接近完全关闭位置的情况可包括其中所述阀正移动离开完全关闭位置(例如,朝向完全打开位置)的那些,或其中所述阀正朝向完全关闭位置移动但不会到达完全关闭位置的那些(例如,其中要放置所述阀的期望废气门阀升程不对应于完全关闭位置)。
在一些示例中,合适的条件也可保证接近完全关闭位置的速度小于阈值。小于阈值的阀速度可提供机会,以根据方法400确定在多个转子位置处的绕组电阻,因为在一些示例中,致动器电阻可以对应于以下关系式:R=(1/I)(V–L*(dI/dt)+K*s),其中R是绕组电阻,I是供给至致动器的电流,V是致动器电压,L是绕组电感,t是时间,K是常量,以及s是阀速度。因此,在低于阈值的阀速度下,前述关系式的最后项(K*s)可忽略不计。在此类条件下,电流可接近稳定状态,并且因此(dI/dt)可忽略不计,从而使关系式为R=V/I。因此,如果能够测量或确定V和I,则可以确定绕组电阻。在一些实施例中,在其中所述阀不接近完全关闭位置的情况下可采用绕组电阻估计的这种简单化。然而,在另一些示例中,如果常量K和电感L是已知的,则通过估计(L*(dI/dt))和(K*s)在高于阈值的阀速度下可确定绕组电阻。
合适的条件还可以包括废气门阀位置对应于稳定状态,例如,阀位置是恒定的。阀位置可以处于完全关闭位置、完全打开位置或处于其间的任何部分升程。
在该方法的401处,如果确定工况适合于绕组电阻采样(是),则该方法前进到402。如果确定工况不适合绕组电阻采样(否),则该方法前进到图3的方法300的330。
在该方法的402处,改变废气门致动器的转子位置(例如,角度取向)。在一些示例中,发动机控制器可将改变的致动器位置传给废气门致动器,以从而改变转子位置。如下面进一步详细描述的,可以以各种合适的量(例如,角度)调整转子位置。
在该方法的403处,可任选地调整进气节气门,以补偿由从期望的废气门位置到改变的废气门位置的偏差引起的升压水平的变化。例如,图1的进气节气门21和/或23可以变化。在一些情况下,进气节气门调整可包括如果改变的废气门位置增加废气门的开度则增加节气门的开度,并且反之亦然。
在该方法的404处,确定废气门致动器的绕组电阻。如上所述,在一些示例中,通过测量供给至致动器的电压和电流并将电压除以电流可确定绕组电阻。在其中废气门阀的速度高于阈值的另一些情况下,可根据上述关系式(R=(1/I)(V–L*(dI/dt)+K*s))确定绕组电阻。
在该方法的406处,所确定的绕组电阻被存储并与瞬时致动器位置相关联。绕组电阻和致动器位置可存储在各种合适的数据结构中,包括但不限于查找表。
在该方法的408处,确定足够数量的绕组电阻是否已被确定。在这里,可访问其中存储所确定的绕组电阻的数据结构,以确定到现在为止所确定的绕组电阻的数量。可选择各种合适的数量作为绕组电阻的最小数量,以确保致动器绕组电阻的适当特征化。替代地或额外地,其中要确定绕组电阻的最小角度范围可具体化。在一些示例中,可访问数据结构,以确定由确定的绕组电阻跨越的转子的旋转范围。贯穿转子的任何合适的整个或部分旋转范围(例如,跨越360°的整圈、跨越180°的半圈、大于整圈),可收集绕组电阻。因此,在402处可以改变转子位置许多次,并且如上所述,可改变转子位置适当的步长(例如,角度)。例如,根据工况和其中可坚持的适合于绕组电阻的条件的预期持续时间,可选择采样的步长和数量。因此,如果确定所确定的绕组电阻的数量不充足(否),则该方法返回到402。如果确定绕组电阻的数量充足(是),则该方法前进到410。
在该方法的410处,基于所确定的绕组电阻估计致动器的温度。温度估计可包括以合适的方式求所确定的绕组电阻平均值,以形成平均的绕组电阻。平均的绕组电阻然后可用于基于已知的绕组材料属性确定绕组温度。例如,可以访问具有每个与绕组温度相关联的多个绕组电阻的查找表。
返回到图3B,在该方法的328处,已在326处成功地确定致动器的绕组温度,基于在326处确定的绕组温度和最大允许绕组温度之间的差任选地限制供给至致动器的电流。在一些示例中,其中限制电流的程度可以与绕组温度和最大允许绕组温度之间的差成比例。
在该方法的330处,可任选地限制与废气门相关联的供给至发动机(例如,图1的发动机10)的燃料。其中限制燃料供给的程度可以与其中限制升压的程度和特别是到发动机的空气供给的减小成比例。以这种方式,可维持最优的(例如,化学计量的)发动机操作。
在该方法的332处,可报告在324处或328处的升压限制。报告所限制的升压可包括例如经由仪表板指示器警告车辆操作员,并且还可包括在发动机控制器中记录事件且/或设置诊断代码。
在该方法的334处,响应致动器电流限制调整在控制废气门致动器中采用的一个或多个控制增益。在一些示例中,控制增益可包括三个PID增益(KP、KI和KD),所述三个PID增益分别控制加在一起以产生用于输入的输出的比例项、积分项和微分项的分担额(例如,根据上述关系式u(t)=KP*e(t)+KI*∫e(τ)dτ+KD*(de(t)/dt))。输入可以是误差,如期望升压压力和实际升压压力之间的差、期望废气门致动器位置和实际废气门致动器位置之间的差、期望废气门阀升程和实际废气门阀升程之间的差等。输出可以是废气门致动器位置、废气门阀升程、升压压力等。一般地,可响应致动器电流限制来修改用于控制废气门致动器的一个或多个控制增益。在一些示例中,一个或多个控制增益的调整可包括减少一个或多个控制增益。例如,其中减少一个或多个控制增益的程度可以与其中限制致动器电流的程度成比例。可替代地或额外地,其中减少一个或多个控制增益的程度可以与其中致动器温度超过最大允许温度的程度成比例。在一些实施例中,发动机控制器可确定控制增益调整并将所述调整发送至废气门控制器。此外,如上所述,可采用诸如过滤机构的合适机构,以提供从标称控制增益到所调整的控制增益的平滑的未分裂转换。
在该方法的336处,根据一个或多个调整的控制增益控制废气门致动器。此类控制可引起根据一个或多个调整的控制增益确定的一个或多个参数不同于根据当未限制致动器电流时采用的非调整的标称控制增益确定的其值。在所述控制增益中的一个或多个可以相对于其标称对应部分减小时,废气门的响应可减小。例如,废气门控制器可根据从发动机控制器接收的所调整的控制增益确定一个或多个参数(例如,致动器电流、废气门致动器位置、废气门阀升程、对其的调整等)。
在该方法的338处,确定在314确定的期望的致动器电流是否仍然超过在320处确定的最大允许电流。如果确定期望的致动器电流仍然超过最大允许电流(是),则该方法返回到338。在这种情况下,当限制致动器电流时,可继续使用所调整的控制增益,以提供期望的废气门操作。如果相反确定期望的致动器电流不超过最大允许电流(否),则该方法前进到340。
在340处,恢复标称废气门操作。在这里,当最大允许电流能够在即时工况而不具有废气门劣化的不可接受危险的情况下施加到致动器时,因为确定期望的致动器电流不再超过最大允许电流,所以不再期望升压和致动器电流限制。因此,连同一个或多个调整的控制增益的采用,可停止升压和致动器电流限制。因此,在该方法的342处,(当未限制致动器电流时)采用在标称废气门致动器操作期间使用的(一个或多个)标称控制增益。在这里,通过采用诸如过滤的合适机构可实现从所调整的控制增益的使用至标称控制增益的使用的逐渐未分裂转换。以这种方式,通过在对应(一个或多个)控制增益之间的切换可以为标称和电流限制操作模式中的每个提供期望的废气门和废气门致动器操作。
在344处,如果在322确定期望的致动器电流不超过最大允许电流,那么期望电流施加到致动器,以实现期望的致动器位置。合适的电压至电流转换机构可转化由致动器控制器产生的电压,以产生电流。
在该方法的346处,确定致动器位置是否处于期望的致动器位置。在这里,可比较感测的致动器位置与期望的致动器位置。在一些实施例,可忽略低于阈值的致动器位置和期望的致动器位置之间的差异。如果致动器位置未处于期望的致动器位置(否),则该方法返回到314。如果致动器位置处于期望的致动器位置(是),则该方法前进到348。
在该方法的348处,调整施加到致动器的电流,以维持期望的阀升程并控制致动器位置。经由反馈和/或前馈控制算法可维持期望的阀升程。例如,经由内部控制回路可以控制阀升程。因此,当校正的致动器位置达到与期望的废气门阀位置对应的位置时,调整所施加的电流。在一些示例中,使用标称控制增益经由上述PID控制可维持期望的阀升程。在348之后,该方法结束。
一些条件促使使用环境温度和绕组温度之一而不是其他,以确定最大允许电流。例如,如果环境温度已保持基本恒定(例如,改变5%或更少)达至少阈值持续时间而贯穿该持续时间,至少阈值电流量已被施加至致动器,则可使用绕组温度而不是环境温度。在这种情况下,当环境温度可保持大致不变时,电流到致动器的显著施加可影响其温度,这不可以由环境温度的单独测量指示。然而,绕组温度的测量可反映该变化。在其他情况下,如果工况不适合确定绕组温度,如在方法400的401所确定的工况,可使用环境温度而不是绕组温度。类似地,如果如在方法400的408处确定的未获得足够数量的绕组电阻样品,则可以避开绕组温度。
因此,如所示的和所述的,如果致动器温度超过最大允许温度,则可采用方法300和方法400,以减少由于过量致动器温度而引起的劣化的废气门致动器操作和劣化的升压控制的可能性,同时最小化升压减小的程度并避免劣化的操作。此外,可为标称和电流限制操作二者提供期望的废气门控制。将理解的是,在整个废气门操作中可反复地采用方法300和方法400。例如,在342和/或348之后,方法300可返回到302。
在另一个表示中,用于操作废气门(例如,图2的废气门200)的方法可包括估计马达电流以提供期望的升压水平,并基于废气门致动器(例如,图2的致动器202)的温度响应电流限制来限制升压量。电流限制可以基于周围温度,并且该方法还可包括响应所限制的升压量来限制供给至发动机(例如,图1的发动机10)的燃料量。
现在转向图5,其示出了说明对于示例性驱动周期的根据图3A-图3B的方法300的致动器电流和升压限制的曲线图500。曲线图500包括供给至跨越从最小电流(例如,如在其中未期望升压的条件期间供给的零电流)至最大电流(例如,在其中期望最大升压的条件期间)的电流范围的废气门致动器(例如,图2的致动器202)的电流的曲线502。曲线图500也示出由根据向其供给的电流的由废气门致动器致动的废气门阀(例如,图2的阀218)的放置的变化引起的升压的曲线504。
如图所示,在第一持续时间t1请求最大升压,除接近于在最大升压请求之前和之后的最大值的升压水平以外。在t1期间,确定由虚线表示的可供给至致动器的第一最大允许电流506。以上述方式基于最大允许致动器温度确定第一最大允许电流506。然而,在整个持续时间t1期间实现所请求的升压水平的期望电流水平超过第一最大允许电流506。因此,供给至致动器的电流被限制于第一最大允许电流506(在图5中为清晰起见,所供给的电流被示为稍微在第一最大允许电流以下)。超过第一最大允许电流506且否则将被供给至致动器的电流水平在图5中以细虚线示出。对应的升压减小也在曲线504中示出,以及否则将产生的升压以细虚线示出,而所供给的电流不减小。
类似地,在第二持续时间t2期间,再一次请求最大升压和类似地高升压水平。以上述方式确定第二最大允许电流508。然而,例如由于环绕废气门的环境温度的增加和/或在相对于t1的t2期间已供给至致动器的较大净电流,第二最大允许电流508小于第一最大允许电流506。因此,供给至制动器的电流被限制于第二最大允许电流508(在图5中为清晰起见,所供给的电流被示为稍微在第二最大允许电流以下)。超过第二最大允许电流508并且否则将被供给至致动器的电流水平在图5中以细虚线示出。对应的升压减小也在曲线504中示出,以及否则将产生的升压以细虚线表示,而所供给的电流不减小。如上所述,在其中由于电流限制而限制升压的持续时间内可采取各种动作,如限制供给至相关联发动机的燃料。
曲线图500也包括说明控制增益调整的曲线510。贯穿其中限制致动器电流的持续时间t1和t2,相对于贯穿在t1之前、在t1和t2之间和在t2之后的持续时间内采用的其标称值减小用于控制废气门致动器的一个或多个控制增益。曲线510也示出使用过滤以提供从标称控制增益使用至所调整的控制使用的逐渐转换,并且反之亦然。因此,在该示例中,可在某些情况下采用各自标称值和调整值之间的中间控制增益。
应理解,为了理解提供曲线图500,并且曲线图500不意在以任何方式限制。例如,曲线502、504和510的形状、其间的暂时滞后、第一最大允许电流506的值和第二最大允许电流508的值以及其中限制供给电流和升压的程度仅是说明性的,并且可以相对于实际废气门/车辆操作扩大。
注意,本文包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和例程可在非临时性存储器中存储为可执行指令,并且可以由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合执行。本文所述的具体例程可表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等任何数量的处理策略中的一个或多个。因此,所示的各种动作、操作和/或功能可以按说明的顺序、并行地执行或在一些省略的情况下。同样,实现本文描述的示例实施例的特点和优点时,处理的顺序不是必须要求的,而是为了便于说明和描述。根据正在使用的特定策略可重复地执行所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外,所述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码,其中由与电子控制器结合通过执行在包括各种发动机硬件部件的系统中的指令执行所述的动作。
将理解的是,本文所公开的配置和例程本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义,因为许多变体都是可能的。例如,上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别地指出被视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”要素或“第一”要素或其等同物。此类权利要求应该理解为包括一个或一个以上此类要素的结合,既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、要素和/或属性的其他组合和子组合可通过本权利要求的修改或通过该申请或相关申请中提供新的权利要求来请求保护。此类权利要求不论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、相等或不同,都应被视为包括在本公开的主题内。
Claims (20)
1.一种方法,其包括:
响应于限制供给至废气门致动器的电流来调整一个或多个废气门控制器增益,所述电流响应所述废气门致动器的温度超过阈值而被限制。
2.根据权利要求1所述的方法,其中调整所述一个或多个废气门控制器增益包括仅在限制供给至所述废气门致动器的电流同时,相对于各自的标称增益减少所述一个或多个废气门控制器增益,并且否则在当所述温度不超过所述阈值时的发动机操作期间用所述标称、非限制增益操作。
3.根据权利要求2所述的方法,其还包括响应于限制供给至所述废气门致动器的所述电流来限制联接到所述废气门致动器的废气门阀的升程。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述一个或多个废气门控制器增益包括比例增益、积分增益和微分增益。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述比例增益、所述积分增益和所述微分增益确定比例项、积分项和微分项的各自分担额,求和所述比例项、积分项和微分项以为输入提供输出。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述输入是期望的废气门致动器位置和实际的废气门致动器位置之间的误差。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述一个或多个废气门控制器增益控制废气门阀定位响应。
8.根据权利要求1所述的方法,其中基于绕组电阻确定所述废气门致动器的所述温度。
9.根据权利要求1所述的方法,其中调整所述一个或多个废气门控制器增益包括过滤一个或多个调整的废气门控制器增益和各自的标称增益之间的转换。
10.根据权利要求1所述的方法,其中与其中所述废气门致动器的所述温度超过所述阈值的程度成比例调整所述一个或多个废气门控制器增益。
11.根据权利要求1所述的方法,其还包括:
在响应限制供给至所述废气门致动器的所述电流来调整所述一个或多个废气门控制器增益之后,确定所述废气门致动器的所述温度不再超过所述阈值;以及
将所述一个或多个废气门控制器增益设置到各自的标称值。
12.一种方法,其包括:
响应于温度条件限制到废气门致动器的电流供给;以及
调整一个或多个废气门致动器控制增益。
13.根据权利要求12所述的方法,其中如果所述废气门致动器的温度超过阈值,则所述温度条件促使到所述废气门致动器的所述电流供给的限制。
14.根据权利要求12所述的方法,其中所述一个或多个废气门致动器控制增益包括比例增益、积分增益和微分增益。
15.根据权利要求12所述的方法,其中调整所述一个或多个废气门致动器控制增益包括相对于当不限制到所述废气门致动器的所述电流供给时使用的各自的标称增益,减少所述一个或多个废气门致动器控制增益。
16.根据权利要求12所述的方法,其中调整所述一个或多个废气门致动器控制增益包括过滤在一个或多个调节的废气门致动器控制增益和各自的标称控制增益之间的转换。
17.一种升压控制系统,其包括:
涡轮增压器,其包括具有联接到废气门阀的废气门致动器的废气门;以及
控制器,其可操作以根据基于所述废气门致动器的温度选择的一个或多个控制增益基于期望的升压驱动所述废气门致动器。
18.根据权利要求17所述的升压控制系统,其中如果所述废气门致动器的所述温度超过阈值,则选择一个或多个减少的控制增益,并且
其中如果所述废气门致动器的所述温度是等于所述阈值和小于所述阈值中的一个,则选择一个或多个标称控制增益,所述一个或多个标称控制增益大于所述一个或多个减少的控制增益。
19.根据权利要求17所述的升压控制系统,其中基于到所述废气门致动器的电流供给进一步选择所述一个或多个控制增益。
20.根据权利要求17所述的升压控制系统,其中所述一个或多个控制增益包括比例增益、积分增益和微分增益。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/517,630 | 2014-10-17 | ||
US14/517,630 US9657635B2 (en) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | Wastegate actuator gain adjustment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105525986A true CN105525986A (zh) | 2016-04-27 |
CN105525986B CN105525986B (zh) | 2019-11-22 |
Family
ID=55638088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510673948.8A Active CN105525986B (zh) | 2014-10-17 | 2015-10-16 | 废气门致动器增益调整 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9657635B2 (zh) |
CN (1) | CN105525986B (zh) |
DE (1) | DE102015117145A1 (zh) |
RU (1) | RU2705490C2 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107795372A (zh) * | 2016-09-06 | 2018-03-13 | 福特环球技术公司 | 用于废气门控制的方法和系统 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10152037B2 (en) * | 2013-07-09 | 2018-12-11 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for feedback error learning in non-linear systems |
US10006349B2 (en) * | 2014-06-06 | 2018-06-26 | Ford Global Technologies, Llc | Wastegate control |
CN107407197B (zh) * | 2015-03-26 | 2020-06-19 | 株式会社京滨 | 阀控制装置 |
DE102017216777A1 (de) * | 2017-09-22 | 2019-03-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasturbolader mit einer Abgasregelvorrichtung, Abgasregelvorrichtung für einen Abgasturbolader und Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers |
CN111727314A (zh) | 2017-12-18 | 2020-09-29 | 卡明斯公司 | 使用压缩机再循环阀和涡轮增压器废气门改善发动机转速稳定性和性能的压缩机出口压力控制 |
CN110735710B (zh) * | 2019-11-04 | 2022-05-03 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 废气涡轮增压器的压力控制方法及装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7006911B2 (en) * | 2003-11-04 | 2006-02-28 | Cummins, Inc. | Actuator control system |
JP2010216305A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の過給圧制御装置 |
US20110073089A1 (en) * | 2009-09-29 | 2011-03-31 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Fuel control system and method for more accurate response to feedback from an exhaust system with an air/fuel equivalence ratio offset |
US8001782B2 (en) * | 2007-09-26 | 2011-08-23 | Ford Global Technologies, Llc | Approach for identifying and responding to an unresponsive wastegate in a twin turbocharged engine |
US20130312406A1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Gm Global Technology Operations, Llc | Method and device for controlling an electrical actuator for a wastegate valve arrangement of an exhaust gas turbocharger |
CN104047742A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 福特环球技术公司 | 用于增压控制的方法和系统 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3477199B2 (ja) | 1991-09-11 | 2003-12-10 | シーゲイト テクノロジー エルエルシー | 1.8インチウインチェスタ駆動カード |
US5333948A (en) | 1993-06-22 | 1994-08-02 | Tekonsha Engineering Company | Multiple-gain electronic brake actuator with trigger point inertial sensor |
US7046496B2 (en) | 2003-05-05 | 2006-05-16 | Nikon Corporation | Adaptive gain adjustment for electromagnetic devices |
JP4443985B2 (ja) * | 2004-04-07 | 2010-03-31 | 本田技研工業株式会社 | 制御装置 |
JP4287851B2 (ja) | 2004-10-28 | 2009-07-01 | Tdk株式会社 | スイッチング電源用制御装置およびスイッチング電源 |
US7538971B2 (en) | 2006-04-26 | 2009-05-26 | Maxtor Corporation | Microactuator control adjustment using temperature sensor measurements |
US20100170244A1 (en) | 2008-09-03 | 2010-07-08 | Brooks Martin T | Robust multiple input multiple output control in a high variability system |
TW201230657A (en) | 2010-10-08 | 2012-07-16 | Panasonic Corp | Current control gain adjusting method for pm motor, current control method, and control device |
KR20120054410A (ko) | 2010-11-19 | 2012-05-30 | 주식회사 만도 | 터보차저의 전기식 웨이스트 게이트 엑츄에이터 |
KR101254232B1 (ko) | 2010-12-07 | 2013-04-18 | 주식회사 만도 | 터보차저의 전기식 웨이스트 게이트 엑츄에이터 |
EP2655876B1 (en) | 2010-12-23 | 2016-08-17 | Vestas Wind Systems A/S | Supervision of controller instability in a wind turbine |
US20130150984A1 (en) | 2011-12-13 | 2013-06-13 | Richard M. Nigro | Test system with configurable closed loop |
US9188058B2 (en) * | 2012-10-17 | 2015-11-17 | Ford Global Technologies, Llc | Method for controlling a turbocharger arrangement with an electric actuator and spring |
-
2014
- 2014-10-17 US US14/517,630 patent/US9657635B2/en active Active
-
2015
- 2015-10-07 RU RU2015142451A patent/RU2705490C2/ru active
- 2015-10-08 DE DE102015117145.7A patent/DE102015117145A1/de active Pending
- 2015-10-16 CN CN201510673948.8A patent/CN105525986B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7006911B2 (en) * | 2003-11-04 | 2006-02-28 | Cummins, Inc. | Actuator control system |
US8001782B2 (en) * | 2007-09-26 | 2011-08-23 | Ford Global Technologies, Llc | Approach for identifying and responding to an unresponsive wastegate in a twin turbocharged engine |
JP2010216305A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の過給圧制御装置 |
US20110073089A1 (en) * | 2009-09-29 | 2011-03-31 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Fuel control system and method for more accurate response to feedback from an exhaust system with an air/fuel equivalence ratio offset |
US20130312406A1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Gm Global Technology Operations, Llc | Method and device for controlling an electrical actuator for a wastegate valve arrangement of an exhaust gas turbocharger |
CN104047742A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 福特环球技术公司 | 用于增压控制的方法和系统 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107795372A (zh) * | 2016-09-06 | 2018-03-13 | 福特环球技术公司 | 用于废气门控制的方法和系统 |
CN107795372B (zh) * | 2016-09-06 | 2021-07-30 | 福特环球技术公司 | 用于废气门控制的方法和系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015142451A (ru) | 2017-04-12 |
US20160108800A1 (en) | 2016-04-21 |
CN105525986B (zh) | 2019-11-22 |
US9657635B2 (en) | 2017-05-23 |
RU2015142451A3 (zh) | 2019-04-11 |
RU2705490C2 (ru) | 2019-11-07 |
DE102015117145A1 (de) | 2016-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105525986A (zh) | 废气门致动器增益调整 | |
CN105317537B (zh) | 废气门控制 | |
US9243552B2 (en) | Method for determining wastegate valve lift | |
US9732669B2 (en) | Wastegate valve seat position determination | |
US9316147B2 (en) | Determination of wastegate valve position | |
US9322480B2 (en) | Turbocharger arrangement and set of feedbacks for electric actuator control | |
US9169771B2 (en) | Wastegate valve position correction | |
RU153200U1 (ru) | Система управления клапаном регулятора давления наддува | |
CN105003334B (zh) | 响应于温度的电动执行器的电流控制 | |
US9970366B2 (en) | Control apparatus | |
CN105179070A (zh) | 废气门控制 | |
CN104975938B (zh) | 一种控制内燃发动机的方法 | |
CN110821647B (zh) | 用于运行具有增压压力调节的内燃机的方法和设备 | |
US9273619B2 (en) | Supercharged engine and method of control | |
US9388733B2 (en) | Methods and system for inferring throttle inlet pressure | |
CN105089776A (zh) | 废气门控制 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |