專(zhuān)利名稱(chēng)：用于減少節(jié)氣門(mén)振動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)用節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及用于內(nèi)燃機(jī)用節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
這里提供的背景描述是為了總地示出本公開(kāi)背景的目的。本發(fā)明人在該背景技術(shù) 部分中所描述的內(nèi)容，以及其描述不會(huì)以其它方式被認(rèn)為是提交時(shí)的現(xiàn)有技術(shù)的方面，既 不明確地也不含蓄地認(rèn)為是相對(duì)于本公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃機(jī)燃燒氣缸內(nèi)的空氣和燃料混合物來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng) 扭矩?？諝馔ㄟ^(guò)節(jié)氣門(mén)體被吸入進(jìn)氣歧管并被節(jié)氣門(mén)體中的節(jié)流閥片調(diào)節(jié)。為了提供希望 的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，動(dòng)力系控制模塊基于希望發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來(lái)確定希望的節(jié)流閥片位置以提供希
望的質(zhì)量空氣流量。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開(kāi)的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)包括壓力比較模塊和節(jié)流閥片控制模塊。壓力比較 模塊確定節(jié)氣門(mén)體上游的進(jìn)口壓力和節(jié)氣門(mén)體下游的出口壓力。節(jié)流閥片控制模塊基于該 進(jìn)入壓力和出口壓力控制節(jié)流閥片的位置。在其他特征中，當(dāng)入口壓力與出口壓力之間的壓力差大于或等于第一閾值時(shí)，節(jié) 流閥片控制模塊使節(jié)流閥片從第一節(jié)流位置移動(dòng)至第二節(jié)流位置。第一和第二節(jié)流位置基 于希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩確定。當(dāng)所述壓力差低于第一閾值時(shí)，節(jié)流閥片控制模塊使節(jié)流閥片 移動(dòng)至大開(kāi)口位置。本發(fā)明提供一種節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其包括壓力比較模塊，該壓力比較 模塊確定節(jié)氣門(mén)體上游的入口壓力以及節(jié)氣門(mén)體下游的出口壓力；和節(jié)流閥片控制模塊， 該節(jié)流閥片控制模塊基于所述的入口壓力和出口壓力控制節(jié)流閥片的位置。所述節(jié)流閥片 控制模塊在增壓應(yīng)用期間基于所述入口壓力和出口壓力控制所述節(jié)流閥片的位置。當(dāng)所述 入口壓力與出口壓力之間的壓力差大于或等于第一閾值時(shí)，所述節(jié)流閥片控制模塊使所述 節(jié)流閥片從第一節(jié)流位置移動(dòng)至第二節(jié)流位置。當(dāng)所述壓力差低于第一閾值時(shí)，所述節(jié)流 閥片控制模塊使所述節(jié)流閥片從第一節(jié)流位置移動(dòng)至大開(kāi)口位置。當(dāng)所述壓力差大于或等 于第二閾值時(shí)，所述節(jié)流閥片控制模塊使所述節(jié)流閥片從所述大開(kāi)口位置轉(zhuǎn)變至第三節(jié)流 位置，其中基于希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩確定第三節(jié)流位置。所述第二閾值大于所述第一閾值。 所述壓力監(jiān)測(cè)模塊確定所述出口壓力與所述入口壓力的壓力比值，并且所述節(jié)流閥片控制 模塊基于該壓力比值使所述節(jié)流閥片移動(dòng)。所述入口壓力為大氣壓力且所述出口壓力為歧 管空氣壓力。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，所述節(jié)流閥片控制模塊基于所述入口壓力、所述出口壓力、 希望的質(zhì)量空氣壓力即MAP和渦輪基本壓力，控制所述節(jié)流閥片的位置。當(dāng)所述希望的質(zhì)量空氣壓力不大于所述渦輪基本壓力或者所述入口壓力與出口壓力之間的差值等于或大 于第二閾值時(shí)，所述節(jié)流閥片控制模塊使所述節(jié)流閥片從大開(kāi)口位置移動(dòng)至希望的節(jié)流位 置。當(dāng)所述希望的質(zhì)量空氣壓力大于所述渦輪基本壓力與遲滯之和并且當(dāng)所述入口壓力與 出口壓力之間的壓力差低于第一閾值時(shí)，所述節(jié)流閥片控制模塊使所述節(jié)流閥片從第一節(jié) 流位置移動(dòng)至第二節(jié)流位置。所述節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)還包括廢氣旁通閥控制模塊，當(dāng)所述希 望的質(zhì)量空氣壓力大于所述渦輪基本壓力時(shí)，所述廢氣旁通閥控制模塊有選擇地啟動(dòng)以控 制廢氣旁通閥使所述節(jié)流閥片移動(dòng)至希望的節(jié)流位置?！N控制節(jié)流閥片的方法，該方法包括確定節(jié)氣門(mén)體上游的入口壓力和節(jié)氣門(mén) 體下游的出口壓力；和基于該入口壓力和出口壓力控制節(jié)流閥片。本發(fā)明提供一種控制節(jié) 流閥片的方法，該方法包括確定節(jié)氣門(mén)體上游的入 口壓力以及節(jié)氣門(mén)體下游的出口壓力； 和基于所述的入口壓力和出口壓力控制節(jié)流閥片。所述方法還包括當(dāng)所述入口壓力與出口 壓力之間的壓力差大于或等于第一閾值時(shí)，使所述節(jié)流閥片從第一節(jié)流位置移動(dòng)至第二節(jié) 流位置，其中基于希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩確定所述第一節(jié)流位置和第二節(jié)流位置。所述方法還 包括當(dāng)所述壓力差低于第一閾值時(shí)，使所述節(jié)流閥片移動(dòng)至大開(kāi)口位置。所述方法還包括 當(dāng)所述壓力差大于或等于第二閾值時(shí)，使所述節(jié)流閥片從所述大開(kāi)口位置移動(dòng)至第三節(jié)流 位置，其中所述第二閾值大于所述第一閾值，并且基于希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩確定所述第三節(jié) 流位置。在所述方法中，所述入口壓力為大氣壓力且所述出口壓力為歧管空氣壓力。所述方 法還包括在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，基于所述入口壓力、所述出口壓力、希望的質(zhì)量空氣壓力即MAP 和渦輪基本壓力，控制所述節(jié)流閥片的位置。所述方法還包括當(dāng)所述希望的質(zhì)量空氣壓力 不大于所述渦輪基本壓力或者所述入口壓力與出口壓力之間的差值等于或大于第二閾值 時(shí)，使所述節(jié)流閥片從大開(kāi)口位置移動(dòng)至希望的節(jié)流位置。所述方法還包括當(dāng)所述希望的 質(zhì)量空氣壓力大于所述渦輪基本壓力與遲滯之和并且當(dāng)所述入口壓力與出口壓力之間的 差值低于第一閾值時(shí)，使所述節(jié)流閥片從第一節(jié)流位置移動(dòng)至第二節(jié)流位置。通過(guò)下面的詳細(xì)描述將明白本公開(kāi)的其他應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)理解，表示本公開(kāi)的優(yōu)選 實(shí)施方式的詳細(xì)描述和具體實(shí)施例旨在說(shuō)明的目的，而不旨在限制本公開(kāi)的范圍。


通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明和附圖將會(huì)更加完全地理解本公開(kāi)，圖中圖1為包括根據(jù)本公開(kāi)的節(jié)氣門(mén)控制模塊的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；圖2是根據(jù)本公開(kāi)的節(jié)氣門(mén)控制模塊的功能框圖；以及圖3是根據(jù)本公開(kāi)的控制節(jié)流閥片的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面的描述實(shí)質(zhì)上僅為示例性的，而絕非意圖限制本發(fā)明及其應(yīng)用或使用。為清 楚起見(jiàn)，在附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相似的元件。在本文中所用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“模塊” 是指專(zhuān)用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序的處理器(共享的、 專(zhuān)用的或成組的)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、和/或其它提供所述功能的合適構(gòu)件。為了增大通過(guò)節(jié)氣門(mén)體的質(zhì)量空氣流量，發(fā)動(dòng)機(jī)可以增壓模式操作。在增壓模式 中，啟動(dòng)增壓器或渦輪增壓器來(lái)增大(或“增加”)節(jié)氣門(mén)體的入口附近的氣壓。由于進(jìn)氣歧管中的氣壓越高，能被吸入氣缸中的空氣越多，因此能?chē)娚涓嗟娜剂弦栽龃蟀l(fā)動(dòng)機(jī)扭 矩。在增壓模式中，節(jié)氣門(mén)體上的壓力差相對(duì)較小且節(jié)流閥片趨于振動(dòng)。結(jié)果，通過(guò)節(jié)氣門(mén) 體的質(zhì)量空氣流量以及形成的空氣/燃料比變得不穩(wěn)定。當(dāng)振動(dòng)持續(xù)一段延長(zhǎng)的時(shí)期時(shí)， 節(jié)流閥片會(huì)被損壞。根據(jù)本公開(kāi)的節(jié)氣門(mén)控制模塊監(jiān)測(cè)節(jié)氣門(mén)體的入口和出口附近的氣壓并基于節(jié) 氣門(mén)體上的壓力差控制節(jié)流閥片。當(dāng)壓力差低于閾值時(shí)，節(jié)流閥片移動(dòng)至大開(kāi)口位置以允 許最大的氣流和進(jìn)氣不被節(jié)流。當(dāng)壓力差大于或等于閾值時(shí)，根據(jù)希望的節(jié)流位置確定節(jié) 流閥片，該希望的節(jié)流位置基于希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩確定。參照?qǐng)D1，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)12、進(jìn)氣歧管14、排氣歧管16、排氣系統(tǒng)18 和燃料噴射系統(tǒng)20?？諝馔ㄟ^(guò)節(jié)氣門(mén)體22被吸入進(jìn)氣歧管14并通過(guò)進(jìn)氣歧管14被分配 至各個(gè)氣缸(未示出)。燃料通過(guò)燃料噴射系統(tǒng)20被噴射到氣缸內(nèi)。噴射的燃料與空氣混 合，在氣缸內(nèi)形成空氣/燃料混合物。氣缸內(nèi)的活塞壓縮空氣/燃料混合物?；鸹ㄈ?未 示出)點(diǎn)燃空氣/燃料混合物?？諝?燃料混合物的燃燒產(chǎn)生燃燒力以驅(qū)動(dòng)活塞，活塞可 旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)曲軸(未示出)。排氣從氣缸排出并通過(guò)排氣歧管16流入排氣系統(tǒng)18。在排 氣系統(tǒng)18中對(duì)排氣進(jìn)行處理之后，排氣被釋放到大氣中。
節(jié)氣門(mén)體22控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流量。節(jié)氣門(mén)體22包括節(jié)流閥片24和節(jié)氣門(mén) 致動(dòng)器26。節(jié)流閥片24位于節(jié)氣門(mén)體22內(nèi)并調(diào)節(jié)氣流。節(jié)氣門(mén)致動(dòng)器26基于希望的發(fā) 動(dòng)機(jī)扭矩使節(jié)流閥片24移動(dòng)至不同的節(jié)流位置以產(chǎn)生希望的節(jié)流面積。與節(jié)氣門(mén)致動(dòng)器 26通信的控制模塊28確定待被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)12中的希望的空氣量并相應(yīng)地控制節(jié)氣門(mén)致動(dòng) 器26 ο發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10包括渦輪增壓器32，該渦輪增壓器可在發(fā)動(dòng)機(jī)12被指令增大發(fā)動(dòng) 機(jī)扭矩輸出時(shí)啟動(dòng)。當(dāng)渦輪增壓器32未被啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)12使用活塞的向下行程在進(jìn)氣 歧管14中形成真空。由于該真空的存在，周?chē)諝獗晃脒M(jìn)氣歧管14和氣缸中。在其中渦輪增壓器32啟動(dòng)的增壓應(yīng)用中，排氣驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器32以增大渦輪增 壓器32出口處的氣壓。渦輪增壓器32的出口與節(jié)氣門(mén)體22的入口連通。因此，節(jié)氣門(mén)體 22入口處的進(jìn)氣被壓縮。被壓縮的進(jìn)氣能更迅速地被吸入氣缸中。由于增大的氣流，更多 的燃料能被噴射到氣缸中以增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。控制模塊28包括節(jié)氣門(mén)控制模塊30，該 模塊在增壓模式下調(diào)節(jié)通過(guò)節(jié)氣門(mén)體22的進(jìn)氣流。在渦輪增壓器32的入口附近設(shè)置廢氣旁通閥33，用于使排氣轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離渦輪增壓 器32的渦輪。排氣的轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)渦輪轉(zhuǎn)速，這又調(diào)節(jié)渦輪增壓器32的壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度并 因此調(diào)節(jié)渦輪增壓系統(tǒng)中的最大增壓壓力。廢氣旁通閥占空比指的是廢氣旁通閥螺線(xiàn)管被 致動(dòng)以保持廢氣旁通閥33關(guān)閉的時(shí)間百分比。廢氣旁通閥占空比越高保持廢氣旁通閥33 關(guān)閉的時(shí)間越長(zhǎng)，從而在渦輪上形成更大的排氣壓力并更迅速地提高目標(biāo)增壓壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10還包括用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作的多個(gè)傳感器。這多個(gè)傳感器包括(但 不限于)進(jìn)氣歧管氣壓(MAP)傳感器34、發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器36、質(zhì)量空氣流量(MAF)傳感 器38、進(jìn)氣溫度(IAT)傳感器40、大氣壓力(BP)傳感器42和節(jié)流位置傳感器44。MAP傳 感器34設(shè)置在進(jìn)氣歧管14處并測(cè)量進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器36測(cè)量發(fā)動(dòng) 機(jī)12的轉(zhuǎn)速(PRM)。MAF傳感器38測(cè)量流入進(jìn)氣歧管14中的空氣質(zhì)量。IAT傳感器40測(cè) 量進(jìn)氣溫度。BP傳感器42測(cè)量節(jié)氣門(mén)體22上游空氣的大氣壓力。節(jié)流位置傳感器44測(cè)量節(jié)流閥片22的位置。可選地，可以在節(jié)氣門(mén)體22緊下游處設(shè)置壓力傳感器45以測(cè)量空氣剛離開(kāi)節(jié)氣門(mén)體22后的氣壓。參照?qǐng)D2，節(jié)氣門(mén)控制模塊30包括節(jié)流面積確定模塊46、節(jié)流位置確定模塊48、節(jié) 氣門(mén)狀態(tài)確定模塊50、壓力比較模塊52、調(diào)節(jié)模塊53、節(jié)流閥片控制模塊54、廢氣旁通閥控 制模塊56，和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)確定模塊58。節(jié)流面積確定模塊46基于來(lái)自扭矩請(qǐng)求56的希望 發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩確定希望的節(jié)流面積。節(jié)流位置確定模塊48基于希望的節(jié)流面積確定希望的 節(jié)流位置。節(jié)流位置確定模塊48可包括查詢(xún)表，該表包括節(jié)流面積與節(jié)流位置之間的相互 關(guān)系。節(jié)氣門(mén)狀態(tài)確定模塊50基于來(lái)自節(jié)流位置傳感器44的信號(hào)確定節(jié)氣門(mén)體22是 處于節(jié)流狀態(tài)還是未節(jié)流狀態(tài)。在節(jié)流狀態(tài)中，根據(jù)希望的節(jié)流位置調(diào)節(jié)進(jìn)氣。在未節(jié)流 狀態(tài)中，空氣不被調(diào)節(jié)且節(jié)流閥片24處于允許最大氣流的位置(例如，大開(kāi)口位置)。被允 許流過(guò)節(jié)氣門(mén)體22的最大空氣量隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度而改變。因此，節(jié)流閥片24的大開(kāi)口位置 隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化。壓力比較模塊52接收來(lái)自MAP傳感器34和BP傳感器42以及可選的來(lái)自壓力傳 感器45的壓力讀數(shù)。壓力比較模塊52確定節(jié)氣門(mén)體22入口附近的入口壓力、節(jié)氣門(mén)體22 出口附近的出口壓力，以及入口壓力與出口壓力之間的壓力差。調(diào)節(jié)模塊53設(shè)置成調(diào)節(jié)或修改增壓應(yīng)用時(shí)的節(jié)氣門(mén)控制以使其適于發(fā)動(dòng)機(jī)12剛 啟動(dòng)時(shí)的狀況。調(diào)節(jié)模塊53比較希望的氣壓(MAP)和渦輪基本壓力。壓力比較模塊52基 于希望的MAP和渦輪基本壓力調(diào)節(jié)或修改節(jié)氣門(mén)控制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12運(yùn)行時(shí)，在增壓應(yīng)用期間壓力比較模塊52比較入口壓力與出口壓力 并基于入口壓力和出口壓力來(lái)確定節(jié)流閥片應(yīng)如何移動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12剛啟動(dòng)時(shí)，壓力比較 模塊52基于希望的MAP和渦輪基本壓力，以及入口壓力和出口壓力確定節(jié)流閥片應(yīng)如何移 動(dòng)。壓力比較模塊52通過(guò)節(jié)流閥片致動(dòng)器26或廢氣旁通閥33根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況以及 希望的MAP和渦輪基本壓力來(lái)指令節(jié)流閥片移動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)確定模塊58接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器36的指示發(fā)動(dòng)機(jī)是正在運(yùn)行 還是剛啟動(dòng)的信號(hào)。僅作為示例，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等于或大于閾值速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)確定模 塊58可確定發(fā)動(dòng)機(jī)12正在運(yùn)行。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度低于閾值速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)確定模塊58 可確定發(fā)動(dòng)機(jī)12剛啟動(dòng)。更具體地說(shuō)，壓力比較模塊52確定入口壓力與出口壓力之間的壓力差并將該壓 力差與第一閾值和第二閾值進(jìn)行比較。在正常條件下(即，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12正在運(yùn)行并處于增 壓應(yīng)用時(shí))，當(dāng)所述壓力差低于第一閾值時(shí)，節(jié)流閥片控制模塊54控制節(jié)流閥片致動(dòng)器26 以使節(jié)流閥片從第一節(jié)流位置移動(dòng)至大開(kāi)口位置。當(dāng)所述壓力差等于或大于第一閾值時(shí)， 節(jié)流閥片控制模塊54使節(jié)流閥片從第一節(jié)流位置移動(dòng)至第二節(jié)流位置。當(dāng)節(jié)流閥片處于 大開(kāi)口位置且當(dāng)壓力差超過(guò)大于第一閾值的第二閾值時(shí)，節(jié)流閥片控制模塊54使節(jié)流閥 片從大開(kāi)口位置移動(dòng)至第三節(jié)流位置。當(dāng)節(jié)流閥片處于大開(kāi)口位置且所述壓力差低于第二 閾值時(shí)，節(jié)流閥片保持處于大開(kāi)口位置。由BP傳感器42測(cè)量的環(huán)境空氣壓力可用作入口壓力。由MAP傳感器34測(cè)量的 MAP可用作出口壓力。當(dāng)設(shè)置壓力傳感器45時(shí)，可使用來(lái)自MAP傳感器34或壓力傳感器45 的壓力讀數(shù)。另選地，MAP和來(lái)自壓力傳感器45的壓力讀數(shù)中的最小值可用作出口壓力，以確保所述壓力差更加趨向于大于所述閾值。 通常，出口壓力低于入口壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12以非增壓模式操作時(shí)，所述入口壓力近似為1巴(近似14.7psi)且出口壓力為真空壓力。在增壓模式中，入口壓力和出口壓力 增大且出口壓力大致接近入口壓力。當(dāng)出口壓力接近入口壓力時(shí)，節(jié)流閥片24可能振動(dòng)。
在下文中，“第一節(jié)流位置”，“第二節(jié)流位置”或“第三節(jié)流位置”指的是由節(jié)流位 置確定模塊48基于希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩確定的希望的節(jié)流位置。大開(kāi)口位置指的是節(jié)流閥 片24在特定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下打開(kāi)至允許最大氣流的程度的位置。第一、第二和第三節(jié)流位置 并不包括大開(kāi)口位置。當(dāng)節(jié)流閥片24處于節(jié)流狀態(tài)(例如，處于第一節(jié)流位置)且節(jié)氣門(mén)體22上的壓 力差大于或等于第一閾值時(shí)，節(jié)流閥片控制模塊54根據(jù)希望的節(jié)流位置(例如，第二節(jié)流 位置)控制節(jié)流閥片24。當(dāng)所述壓力差大于或等于第一閾值時(shí)，出口壓力顯著低于入口壓 力。僅作為示例，出口壓力與入口壓力的壓力比值可低于0. 95。在這種情況下，不太可能發(fā) 生節(jié)流閥片24振動(dòng)。因此，節(jié)流閥片控制模塊54根據(jù)希望的節(jié)流位置控制節(jié)流閥片24。當(dāng)節(jié)氣門(mén)體22上的壓力差低于第一閾值時(shí)，節(jié)流閥片控制模塊54使節(jié)流閥片24 移動(dòng)到大開(kāi)口位置以允許最大氣流。在大開(kāi)口位置，進(jìn)氣未被節(jié)流且未被調(diào)節(jié)。當(dāng)壓力差低于第一閾值時(shí)，出口壓力接近入口壓力。僅作為示例，當(dāng)出口壓力與入 口壓力的壓力比值增大至近似0. 95或以上時(shí)，入口壓力和出口壓力中的微小變化導(dǎo)致進(jìn) 氣流密度的顯著變化。希望的節(jié)流面積和希望的節(jié)流位置是流密度的函數(shù)。因此，當(dāng)入口 壓力和出口壓力發(fā)生微小的波動(dòng)時(shí)，希望的節(jié)流位置就會(huì)不斷地變化。在這種情況下，如果根據(jù)希望的節(jié)流位置控制節(jié)流閥片24，節(jié)流閥片24將來(lái)回移 動(dòng)以將節(jié)流閥片24調(diào)節(jié)為不斷變化的、希望的節(jié)流位置。結(jié)果，節(jié)流閥片24振動(dòng)。禾Ij用本公開(kāi)的節(jié)氣門(mén)控制策略，當(dāng)入口壓力與出口壓力之間的壓力差低于第一閾 值時(shí)，節(jié)流閥片24移動(dòng)至大開(kāi)口位置。節(jié)流閥片24被控制為保持處于大開(kāi)口位置。因此， 可以避免節(jié)流閥片24的振動(dòng)。當(dāng)節(jié)氣門(mén)體22上的壓力差變得大于或等于第二閾值時(shí)，節(jié)流閥片24從大開(kāi)口位 置移動(dòng)至希望的節(jié)流位置(例如，第三節(jié)流位置)。當(dāng)所述壓力差下降至低于如上所述的第 一閾值時(shí)，節(jié)流閥片24能再次從第三節(jié)流位置移動(dòng)到大開(kāi)口位置。第二閾值設(shè)置為高于第 一閾值。換言之，節(jié)氣門(mén)控制模塊30包括遲滯(hysteresis)，其為由路徑?jīng)Q定的參數(shù)。用 于使節(jié)流閥片從節(jié)流位置移動(dòng)至大開(kāi)口位置所需的入口壓力與出口壓力之間的壓力差大 于使節(jié)流閥片從大開(kāi)口位置移動(dòng)至節(jié)流位置所需的壓力差。第二閾值設(shè)置為大于第一閾值以避免當(dāng)壓力差稍低于或高于第一閾值時(shí)可能發(fā) 生的振動(dòng)。更具體地說(shuō)，當(dāng)節(jié)流閥片24處于大開(kāi)口位置且所述壓力差稍低于第一閾值時(shí)， 入口壓力與出口壓力中的微小變化可能會(huì)導(dǎo)致所述壓力差超過(guò)第一閾值。如果使用相同的 閾值，節(jié)流閥片24將移動(dòng)至第三節(jié)流位置。當(dāng)壓力差再次變得稍小于第一閾值時(shí)，節(jié)流閥 片24將向回移動(dòng)至大開(kāi)口位置。結(jié)果，節(jié)流閥片24在大開(kāi)口位置與希望的節(jié)流位置之間 振動(dòng)。通過(guò)設(shè)置更高的第二閾值，可以避免節(jié)流閥片24的振動(dòng)。另選地，壓力比較模塊52可確定出口壓力與入口壓力的壓力比值。節(jié)流閥片控制 模塊54可基于壓力比值與閾值之間的比較控制節(jié)流閥片24。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)模塊53基于希望的MAP與渦輪基本壓力之間的比較改變節(jié)氣門(mén)控制策略。渦輪基本壓力指的是廢氣旁通閥占空比為0%情況下可實(shí)現(xiàn)的最大增壓 壓力。因此，渦輪基本壓力為當(dāng)廢氣旁通閥33完全打開(kāi)以使排氣轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離渦輪增壓器32 時(shí)可實(shí)現(xiàn)的最大增壓壓力?；跍u輪增壓器32的設(shè)計(jì)規(guī)格確定渦輪基本壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12剛啟動(dòng)時(shí)，節(jié)流面積確定模塊46并不根據(jù)扭矩請(qǐng)求56計(jì)算希望的節(jié)流面積。相反，節(jié)流面積確定模塊46確定大于對(duì)應(yīng)于扭矩請(qǐng)求56的節(jié)流面積的節(jié)流面 積。僅作為示例，節(jié)流面積確定模塊46可確定比需要的節(jié)流面積更大的節(jié)流面積且節(jié)流閥 片控制模塊54可在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間使節(jié)流閥片移動(dòng)至大開(kāi)口位置。當(dāng)歧管壓力(S卩，出口 壓力)和節(jié)流前壓力(即，入口壓力)開(kāi)始增大時(shí)，節(jié)流面積確定模塊46開(kāi)始確定希望的 節(jié)流面積。如果沒(méi)有設(shè)置調(diào)節(jié)模塊53，當(dāng)入口壓力與出口壓力之間的差值大于第二閾值時(shí) (有遲滯的情況)，如上所述，節(jié)流閥片控制模塊54將使節(jié)流閥片從大開(kāi)口位置轉(zhuǎn)換到節(jié)流 位置。這將會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間節(jié)流閥片從大開(kāi)口位置到節(jié)流位置的移動(dòng)中致使延遲并導(dǎo) 致MAP過(guò)調(diào)節(jié)(overshoot)(僅作為示例，15kPa)。MAP的過(guò)調(diào)節(jié)致使節(jié)流閥片振動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12剛啟動(dòng)時(shí)，為了使節(jié)流閥片從未節(jié)流狀態(tài)(即，從大開(kāi)口位置)移動(dòng) 至節(jié)流狀態(tài)(例如，至希望的節(jié)流位置)，或者當(dāng)入口壓力與出口壓力之間的壓力差等于或 大于第二閾值時(shí)，希望的MAP應(yīng)等于或小于渦輪基本壓力。在希望的MAP與渦輪基本壓力 之間的比較中并不增加遲滯。因此，可以避免MAP中的過(guò)調(diào)節(jié)，從而避免節(jié)流閥片振動(dòng)。為了使節(jié)流閥片從節(jié)流位置移動(dòng)至大開(kāi)口位置，希望的MAP必須大于渦輪基本壓 力與遲滯之和并且入口壓力與出口壓力之間的壓力差必須低于第一閾值。在希望的MAP與 渦輪基本壓力之間的比較中加入遲滯。當(dāng)希望的MAP不大于渦輪基本壓力與遲滯之和時(shí)， 不管入口壓力與出口壓力之間的壓力差如何，節(jié)流閥片不能從節(jié)流狀態(tài)移動(dòng)至未節(jié)流狀 態(tài)。響應(yīng)于來(lái)自壓力比較模塊52的指令，節(jié)流閥片控制模塊54使節(jié)流閥片移動(dòng)至大開(kāi)口 位置。另選地，當(dāng)希望的MAP大于渦輪基本壓力時(shí)，壓力比較模塊52可停用節(jié)流閥片控 制模塊54。廢氣旁通閥控制模塊56可被啟動(dòng)以用作主致動(dòng)器來(lái)控制節(jié)流位置。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行時(shí)，節(jié)流閥片控制模塊54根據(jù)希望的節(jié)流位置移動(dòng)節(jié)流閥片。現(xiàn)在參照?qǐng)D3，控制節(jié)流閥片的方法80開(kāi)始于步驟82。在步驟84中，節(jié)流面積確 定模塊46確定希望的節(jié)流面積，節(jié)流位置確定模塊48基于希望的節(jié)流面積確定希望的節(jié) 流位置。在步驟86中，壓力比較模塊52確定節(jié)氣門(mén)體22上的壓力差。當(dāng)在步驟88中發(fā) 動(dòng)機(jī)12正在運(yùn)行時(shí)，在步驟92中節(jié)氣門(mén)狀態(tài)確定模塊50確定節(jié)氣門(mén)體22是否處于節(jié)流 狀態(tài)。如果節(jié)氣門(mén)體22處于節(jié)流狀態(tài)，則在步驟94中壓力比較模塊52確定希望的MAP是 否大于渦輪基本壓力與遲滯之和。如果在步驟94中希望的MAP大于渦輪基本壓力與遲滯 之和，壓力比較模塊52在步驟96中繼續(xù)確定入口壓力與出口壓力之間的壓力差是否低于 第一閾值。如果壓力差低于第一閾值，則在步驟98中，節(jié)流閥片24移動(dòng)至大開(kāi)口位置以允 許最大氣流。如果在步驟94中希望的MAP不大于渦輪基本壓力與遲滯之和或者如果在步 驟96中入口壓力與出口壓力之間的壓力差不低于第一閾值，方法80進(jìn)行到步驟100。在步 驟100中，根據(jù)希望的節(jié)流位置控制節(jié)流閥片24。如果在步驟92中節(jié)氣門(mén)體22處于未節(jié)流狀態(tài)(即，節(jié)流閥片24處于大開(kāi)口位 置)，在步驟102中壓力比較模塊52確定希望的MAP是否大于渦輪基本壓力。如果希望的 MAP大于渦輪基本壓力，則在步驟104中，壓力比較模塊52繼續(xù)確定入口壓力與出口壓力之間的壓力差是否低于第二閾值。如果在步驟98中壓力差低于第二閾值，則在步驟106中節(jié)流閥片24保持處于大開(kāi)口位置。如果在步驟102中希望的MAP不大于渦輪基本壓力或者 如果在步驟98中入口壓力與出口壓力之間的壓力差大于或等于第二閾值，則在步驟100中 根據(jù)希望的節(jié)流位置控制節(jié)流閥片24。當(dāng)在步驟88中發(fā)動(dòng)機(jī)12未運(yùn)行時(shí)。在步驟108中控制模塊54根據(jù)希望的節(jié)流 位置控制節(jié)流閥片。方法80結(jié)束于步驟110。從以上描述中本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在可以認(rèn)識(shí)到，本公開(kāi)的廣泛教導(dǎo)可以多種形式 實(shí)施。因此，盡管本公開(kāi)包括特定實(shí)例，但本公開(kāi)的真實(shí)范圍不應(yīng)該局限于此，因?yàn)樵谘芯?了附圖、說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求之后本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚其它的修改。
權(quán)利要求
一種節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其包括壓力比較模塊，該壓力比較模塊確定節(jié)氣門(mén)體上游的入口壓力以及節(jié)氣門(mén)體下游的出口壓力；和節(jié)流閥片控制模塊，該節(jié)流閥片控制模塊基于所述的入口壓力和出口壓力控制節(jié)流閥片的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其中，所述節(jié)流閥片控制模塊在增壓應(yīng)用期 間基于所述入口壓力和出口壓力控制所述節(jié)流閥片的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述入口壓力與出口壓力之間的壓 力差大于或等于第一閾值時(shí)，所述節(jié)流閥片控制模塊使所述節(jié)流閥片從第一節(jié)流位置移動(dòng) 至第二節(jié)流位置。
4.如權(quán)利要求3所述的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述壓力差低于第一閾值時(shí)，所述節(jié) 流閥片控制模塊使所述節(jié)流閥片從第一節(jié)流位置移動(dòng)至大開(kāi)口位置。
5.如權(quán)利要求4所述的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述壓力差大于或等于第二閾值時(shí)， 所述節(jié)流閥片控制模塊使所述節(jié)流閥片從所述大開(kāi)口位置轉(zhuǎn)變至第三節(jié)流位置，其中基于 希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩確定第三節(jié)流位置。
6.如權(quán)利要求5所述的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其中，所述第二閾值大于所述第一閾值。
7.如權(quán)利要求1所述的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其中，所述壓力監(jiān)測(cè)模塊確定所述出口壓力 與所述入口壓力的壓力比值，并且所述節(jié)流閥片控制模塊基于該壓力比值使所述節(jié)流閥片 移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1所述的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其中，所述入口壓力為大氣壓力且所述出口 壓力為歧管空氣壓力。
9.如權(quán)利要求1所述的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其中，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，所述節(jié)流閥片控制模 塊基于所述入口壓力、所述出口壓力、希望的質(zhì)量空氣壓力即MAP和渦輪基本壓力，控制所 述節(jié)流閥片的位置。
10.如權(quán)利要求9所述的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述希望的質(zhì)量空氣壓力不大于所 述渦輪基本壓力或者所述入口壓力與出口壓力之間的差值等于或大于第二閾值時(shí)，所述節(jié) 流閥片控制模塊使所述節(jié)流閥片從大開(kāi)口位置移動(dòng)至希望的節(jié)流位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于減少節(jié)氣門(mén)振動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)用節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)和方法，公開(kāi)了一種包括壓力比較模塊和節(jié)流閥片控制模塊的節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)。壓力比較模塊確定節(jié)氣門(mén)體上游的入口壓力和節(jié)氣門(mén)體下游的出口壓力。節(jié)流閥片控制模塊基于入口壓力和出口壓力控制節(jié)流閥片的位置。
文檔編號(hào)F02D9/08GK101818693SQ20091026223
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者C·E·懷特尼, J·A·蔡德, M·阿內(nèi)特, P·安德森 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司