專利名稱：用于控制發(fā)動機(jī)排氣背壓的控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)和方法，更具體地涉及在利用發(fā)動機(jī)測試臺執(zhí)行的發(fā)動機(jī)測試期間的發(fā)動機(jī)排氣背壓的控制。
背景技術(shù)：
此處提供的背景技術(shù)的描述的目的是總體地給出本公開的背景。當(dāng)前署名的發(fā)明人的工作，在該背景技術(shù)部分所描述的程度，以及在提交時可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的本發(fā)明的方面并非明示或暗示地接受為本公開的現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可以在發(fā)動機(jī)測試臺上進(jìn)行測試，用于多種目的。例如，發(fā)動機(jī)可以在研究和開發(fā)階段進(jìn)行測試，用于獲得期望的發(fā)動機(jī)燃料效率、駕駛性、持久性和排放。發(fā)動機(jī)可以在發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線的末端進(jìn)行測試，用于驗證發(fā)動機(jī)的性能特性并確保發(fā)動機(jī)的質(zhì)量。已經(jīng)在服役的發(fā)動機(jī)可以被測試，用于調(diào)整一個或多個性能特性，諸如發(fā)動機(jī)扭矩輸
出ο在測試期間，發(fā)動機(jī)操作參數(shù)可以被設(shè)定為獲得期望的發(fā)動機(jī)操作狀態(tài)，并且可以測量發(fā)動機(jī)變量和性能特性。發(fā)動機(jī)操作參數(shù)可包括請求的發(fā)動機(jī)速度、請求的發(fā)動機(jī)扭矩和發(fā)動機(jī)負(fù)載。發(fā)動機(jī)變量和性能特性可包括進(jìn)氣空氣流量、燃料流量、空氣-燃料比、排放和發(fā)動機(jī)扭矩輸出。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，本公開提供用于發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)，其包括限制確定模塊和閥控制模塊。限制確定模塊基于發(fā)動機(jī)的排氣流率來確定發(fā)動機(jī)的期望的排氣背壓。閥控制模塊基于期望的排氣背壓來選擇性地調(diào)整限制發(fā)動機(jī)的排氣流量的排氣閥的閥位置。在一個特征中，排氣流率可基于發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣流率和發(fā)動機(jī)的燃料流率來確定。 在另一特征中，所述期望的排氣背壓可對應(yīng)于由所述發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)的構(gòu)件產(chǎn)生的所述排氣流率處的估計的排氣背壓。在又一特征中，所述期望的排氣背壓可以是基于所述排氣流率從存儲在存儲器中的背壓值表獲得的值以及基于所述排氣流率從回歸等式確定的值中的一個。在又一特征中，閥控制模塊還可基于發(fā)動機(jī)的測量的排氣背壓而選擇性地調(diào)整閥位置。在其它特征中，排氣閥可以是機(jī)電致動的，并且閥控制模塊可以基于期望的排氣背壓而將功率提供給排氣閥。在相關(guān)特征中，閥控制模塊可監(jiān)測供給到排氣閥的電流并且當(dāng)電流超過預(yù)先確定的電流時中斷供給到排氣閥的功率。在其它相關(guān)特征中，閥控制模塊還可基于發(fā)動機(jī)的測量的排氣背壓而將功率供給到排氣閥。在其它進(jìn)一步特征中，閥位置可以是旋轉(zhuǎn)的閥位置，并且閥控制模塊可以僅在一個旋轉(zhuǎn)方向朝向關(guān)閉位置調(diào)整旋轉(zhuǎn)的閥位置。在其它特征中，當(dāng)排氣流率小于預(yù)先確定的排氣流率時，閥控制模塊可將閥位置調(diào)整到關(guān)閉位置。在其它特征中，排氣閥可包括閥體、節(jié)流板和第一環(huán)形突出。閥體可包括限定了流體通道的內(nèi)表面，所述流體通道在第一方向上提供流體流。節(jié)流板可以設(shè)置在流體通道內(nèi)并可支撐為在第一旋轉(zhuǎn)位置和第二旋轉(zhuǎn)位置之間旋轉(zhuǎn)，其中，在第一旋轉(zhuǎn)位置，節(jié)流板在第一方向上延伸，在第二旋轉(zhuǎn)位置，節(jié)流板橫向于第一方向延伸。當(dāng)節(jié)流板位于第二旋轉(zhuǎn)位置時，節(jié)流板的圓周部分可由環(huán)形空間而與內(nèi)表面分開。第一環(huán)形突出可聯(lián)接到內(nèi)表面并可朝向節(jié)流板突出。當(dāng)節(jié)流板位于第二旋轉(zhuǎn)位置時，第一環(huán)形突出可鄰接圓周部分的第一側(cè)并可限制通過環(huán)形空間的流體流。在相關(guān)特征中，排氣閥還可包括聯(lián)接到內(nèi)表面并朝向節(jié)流板突出的第二環(huán)形突出。當(dāng)節(jié)流板位于第二旋轉(zhuǎn)位置時，第二環(huán)形突出可鄰接圓周部分的與第一側(cè)相對的第二側(cè)并可進(jìn)一步限制通過環(huán)形空間的流體流。 在另一方面，本公開提供了一種用于控制發(fā)動機(jī)的方法，其包括基于發(fā)動機(jī)的排氣流率確定發(fā)動機(jī)的期望的排氣背壓，以及基于期望的排氣背壓選擇性地調(diào)整限制發(fā)動機(jī)的排氣流量的排氣閥的閥位置。在一個特征中，排氣流率可基于發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣流率和發(fā)動機(jī)的燃料流率來確定。在另一特征中，所述期望的排氣背壓可對應(yīng)于由所述發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)的構(gòu)件產(chǎn)生的所述排氣流率處的估計的排氣背壓。在另一特征中，所述確定期望的排氣背壓可包括基于所述排氣流率從存儲在存儲器中的背壓值的表獲取所述期望的排氣背壓和基于所述排氣流率從回歸等式確定所述期望的排氣背壓中的一個。在又一特征中，選擇性地調(diào)整閥位置還可包括基于發(fā)動機(jī)的測量的排氣背壓而選擇性地調(diào)整閥位置。在其它特征中，排氣閥可以是機(jī)電致動的，并且選擇性地調(diào)整閥位置還可包括基于期望的排氣背壓而選擇性地將功率提供給排氣閥。在相關(guān)特征中，選擇性地供給功率可包括監(jiān)測供給到排氣閥的電流并且當(dāng)電流超過預(yù)先確定的電流時中斷供給到排氣閥的功率。在其它相關(guān)特征中，選擇性地將功率供給到排氣閥還可包括基于發(fā)動機(jī)的測量的排氣背壓而將功率供給到排氣閥。在其它進(jìn)一步特征中，閥位置可以是旋轉(zhuǎn)的閥位置，并且選擇性地調(diào)整閥位置可包括僅在一個旋轉(zhuǎn)方向朝向關(guān)閉位置調(diào)整旋轉(zhuǎn)的閥位置。在其它特征中，選擇性地調(diào)整閥位置可包括當(dāng)排氣流率小于預(yù)先確定的排氣流率時，將閥位置調(diào)整到關(guān)閉位置。在其它特征中，上述描述的系統(tǒng)和方法通過由一個或者多個處理器執(zhí)行的計算機(jī)程序來實(shí)施。該計算機(jī)程序可以駐留在有形的計算機(jī)可讀介質(zhì)上，例如但是不限于存儲器、 非易失性數(shù)據(jù)存儲器和/或其它合適的有形存儲介質(zhì)。另外，本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案。1. 一種用于發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)，包括
限制確定模塊，所述限制確定模塊基于所述發(fā)動機(jī)的排氣流率來確定所述發(fā)動機(jī)的期望的排氣背壓；以及
閥控制模塊，所述閥控制模塊基于所述期望的排氣背壓來選擇性地調(diào)整限制所述發(fā)動機(jī)的排氣流量的排氣閥的閥位置。2.如技術(shù)方案1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述排氣流率基于所述發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣流率和所述發(fā)動機(jī)的燃料流率來確定。3.如技術(shù)方案1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述期望的排氣背壓對應(yīng)于由所述發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)的構(gòu)件產(chǎn)生的所述排氣流率處的估計的排氣背壓。4.如技術(shù)方案1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述期望的排氣背壓是基于所述排氣流率從存儲在存儲器中的背壓值表獲得的值以及基于所述排氣流率從回歸等式確定的值中的一個。5.如技術(shù)方案1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述閥控制模塊基于所述發(fā)動機(jī)的測量的排氣背壓進(jìn)一步選擇性地調(diào)整所述閥位置。6.如 技術(shù)方案1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述排氣閥是機(jī)電致動的，并且所述閥控制模塊基于所述期望的排氣背壓而將功率供給到所述排氣閥。7.如技術(shù)方案6所述的控制系統(tǒng)，其中，所述閥控制模塊監(jiān)測供給到所述排氣閥的電流并且當(dāng)所述電流超過預(yù)先確定的電流時中斷供給到所述排氣閥的功率。8.如技術(shù)方案1所述的控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述排氣流率小于預(yù)先確定的排氣流率時，所述閥控制模塊將所述閥位置調(diào)整到關(guān)閉位置。9.如技術(shù)方案1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述排氣閥包括
閥體，所述閥體包括限定了流體通道的內(nèi)表面，所述流體通道在第一方向上提供流體
流；
節(jié)流板，所述節(jié)流板設(shè)置在所述流體通道內(nèi)并被支撐為在第一旋轉(zhuǎn)位置和第二旋轉(zhuǎn)位置之間旋轉(zhuǎn)，其中，在所述第一旋轉(zhuǎn)位置，所述節(jié)流板在所述第一方向上延伸，在所述第二旋轉(zhuǎn)位置，所述節(jié)流板橫向于所述第一方向延伸，當(dāng)所述節(jié)流板位于所述第二旋轉(zhuǎn)位置時， 所述節(jié)流板的圓周部分被環(huán)形空間與所述內(nèi)表面分開；以及
第一環(huán)形突出，所述第一環(huán)形突出聯(lián)接到所述內(nèi)表面并且朝向所述節(jié)流板突出，當(dāng)所述節(jié)流板位于所述第二旋轉(zhuǎn)位置時，所述第一環(huán)形突出鄰接所述圓周部分的第一側(cè)并且限制通過所述環(huán)形空間的流體流。10.如技術(shù)方案9所述的控制系統(tǒng)，其中，所述排氣閥還包括第二環(huán)形突出，所述第二環(huán)形突出聯(lián)接到所述內(nèi)表面并且朝向所述節(jié)流板突出，當(dāng)所述節(jié)流板位于所述第二旋轉(zhuǎn)位置時，所述第二環(huán)形突出鄰接所述圓周部分的與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)并且進(jìn)一步限制通過所述環(huán)形空間的流體流。11. 一種用于控制發(fā)動機(jī)的方法，包括
基于所述發(fā)動機(jī)的排氣流率來確定所述發(fā)動機(jī)的期望的排氣背壓；以及基于所述期望的排氣背壓來選擇性地調(diào)整限制所述發(fā)動機(jī)的排氣流量的排氣閥的閥位置。12.如技術(shù)方案11所述的方法，其中，所述排氣流率基于所述發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣流率和所述發(fā)動機(jī)的燃料流率來確定。13.如技術(shù)方案11所述的方法，其中，所述期望的排氣背壓對應(yīng)于由所述發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)的構(gòu)件產(chǎn)生的所述排氣流率處的估計的排氣背壓。14.如技術(shù)方案11所述的方法，其中，所述確定期望的排氣背壓包括基于所述排氣流率從存儲在存儲器中的背壓值的表獲取所述期望的排氣背壓和基于所述排氣流率從回歸等式確定所述期望的排氣背壓中的一個。15.如技術(shù)方案11所述的方法，其中，所述選擇性地調(diào)整所述閥位置進(jìn)一步包括基于所述發(fā)動機(jī)的測量的排氣背壓選擇性地調(diào)整所述閥位置。16.如技術(shù)方案11所述的方法，其中，所述排氣閥是機(jī)電致動的，并且其中，所述選擇性地調(diào)整所述閥位置進(jìn)一步包括基于所述期望的排氣背壓而選擇性地將功率供給到所述排氣閥。17.如技術(shù)方案16所述的方法，其中，所述選擇性地供給功率包括監(jiān)測供給到所述排氣閥的電流并且當(dāng)所述電流超過預(yù)先確定的電流時中斷供給到所述排氣閥的功率。18.如技術(shù)方案16所述的方法，其中，所述選擇性地將功率供給到所述排氣閥進(jìn)一步包括基于所述發(fā)動機(jī)的測量的排氣背壓向所述排氣閥供給功率。19.如技術(shù)方案16所述的方法，其中，所述閥位置是旋轉(zhuǎn)的閥位置，并且其中，所述選擇性地調(diào)整所述閥位置包括僅沿一個旋轉(zhuǎn)方向朝向關(guān)閉位置調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)的閥位置。20.如技術(shù)方案11所述的方法，其中，所述選擇性地調(diào)整所述閥位置包括當(dāng)所述排氣流率小于預(yù)先確定的排氣流率時，將所述閥位置調(diào)整到關(guān)閉位置。本公開的可應(yīng)用的其它領(lǐng)域?qū)囊韵绿峁┑脑敿?xì)說明變得清楚。應(yīng)該理解，詳細(xì)說明和具體實(shí)例僅是用于說明的目的，并且不限定本公開的范圍。


從詳細(xì)說明及附圖，本公開將被更完全地理解，附圖中 圖1是根據(jù)本公開原理的示例性發(fā)動機(jī)測試設(shè)備的功能框圖2是說明依照本公開原理的示例性控制系統(tǒng)中的圖1所示的測功計控制模塊的示例性實(shí)施例的功能框圖3是示出圖2所示的排氣閥組件的閥體的一部分的局部橫截面圖； 圖4是說明依照本公開原理的圖2所示的排氣閥控制模塊的示例性實(shí)施例的功能框圖；以及
圖5-7是描述了控制根據(jù)本公開原理的控制發(fā)動機(jī)排氣背壓的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且絕不意圖限制本公開，其應(yīng)用或用途。為了清楚，在附圖中使用相同的標(biāo)號來表示相似的元件。如本文所用，短語A，B和C中的至少一個應(yīng)被理解為表示邏輯(A或B或C)，使用的是非排他的邏輯或。應(yīng)該懂得，方法中的步驟可以以不同的順序執(zhí)行，而不改變本公開的原理。如本文所用，術(shù)語模塊指專用集成電路(ASIC)，電子電路，執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共用的，專用的，或成組的)和存儲器，組合邏輯電路，和/或提供所需功能的其它合適的構(gòu)件。本公開提供了用于發(fā)動機(jī)的排氣背壓的閉環(huán)控制的示例性控制系統(tǒng)以及相關(guān)方法。該控制系統(tǒng)和方法可以在例如在發(fā)動機(jī)測試臺上測試發(fā)動機(jī)期間使用?？刂葡到y(tǒng)包括控制模塊，該控制模塊控制機(jī)電地致動的排氣閥，該排氣閥限制通過安裝在發(fā)動機(jī)上的排氣系統(tǒng)的排氣流量。控制模塊基于由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的排氣的估計的質(zhì)量流率來確定期望的排氣背壓。控制模塊通過由致動排氣閥的電動機(jī)選擇性地調(diào)整排氣閥的旋轉(zhuǎn)位置來控制排氣背壓?？刂颇K基于期望的排氣背壓和測量的排氣背壓來調(diào)整旋轉(zhuǎn)位置。
排氣閥包括設(shè)置于閥體內(nèi)的蝶形閥。閥體包括環(huán)形閥阻擋件，該環(huán)形閥阻擋件從閥體的內(nèi)表面向內(nèi)突出并且當(dāng)?shù)伍y處于關(guān)閉位置時鄰接蝶形閥的圓周部分。閥阻擋件限制在蝶形閥的圓周部分與內(nèi)表面之間的空間通過蝶形閥的排氣流量。通過進(jìn)一步限制在蝶形閥和內(nèi)表面之間的空間的排氣流量，閥阻擋件允許以低排氣流率產(chǎn)生額外的背壓，在沒有閥阻擋件的情況下不會產(chǎn)生該額外的背壓。 相關(guān)方法包括基于估計的排氣質(zhì)量流率來確定期望的排氣背壓。方法還包括基于期望的排氣背壓和測量的排氣背壓選擇性地調(diào)整排氣閥的位置。本公開的控制系統(tǒng)和相關(guān)方法減少了發(fā)動機(jī)測試時間并改善了測試結(jié)果的質(zhì)量。 通過減少進(jìn)行背壓調(diào)整的時間和提供改善的在較寬的排氣流率范圍上獲得期望背壓的精度而實(shí)現(xiàn)減小的測試時間和改善的質(zhì)量。本公開的控制系統(tǒng)和相關(guān)方法還通過減少測試時間和利用在測試期間使用的排氣系統(tǒng)而不需要包括催化轉(zhuǎn)換器、消聲器和其它限制排氣構(gòu)件而降低測試成本?？刂葡到y(tǒng)和相關(guān)方法能夠在測試期間使用簡化的排氣系統(tǒng)，該排氣系統(tǒng)更易于封裝在發(fā)動機(jī)測試臺的占地范圍內(nèi)。簡化的排氣系統(tǒng)可能不包括要測試的發(fā)動機(jī)的完整的排氣系統(tǒng)的一個或多個限制構(gòu)件。具體參考圖1，根據(jù)本公開的示例性發(fā)動機(jī)測試設(shè)備10可包括安裝在發(fā)動機(jī)測試臺14中的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12，該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12由測功計控制模塊16控制。發(fā)動機(jī)測試設(shè)備 10可以通過測功計接口設(shè)備18由操作員操作。通常，發(fā)動機(jī)測試設(shè)備10可用于測試任何類型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。例如，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12可包括由發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)22控制的往復(fù)式類型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)20。
發(fā)動機(jī)20可在一個或多個氣缸(未示出)內(nèi)燃燒空氣和燃料的混合物，從而產(chǎn)生由曲軸 23傳遞的驅(qū)動扭矩。發(fā)動機(jī)20可包括空氣進(jìn)入系統(tǒng)24、燃料系統(tǒng)26和排氣系統(tǒng)28?？諝膺M(jìn)入系統(tǒng)24可將進(jìn)入發(fā)動機(jī)20的空氣引導(dǎo)進(jìn)入氣缸中并可包括節(jié)氣門30、質(zhì)量空氣流量(MAF)傳感器32和進(jìn)氣歧管34。節(jié)氣門30可以調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動機(jī)20的進(jìn)氣的量并可由 ECM22控制。MAF傳感器32可檢測進(jìn)入發(fā)動機(jī)20的空氣的質(zhì)量流率。燃料系統(tǒng)26可計量供給到發(fā)動機(jī)20的燃料并可包括將燃料供給到發(fā)動機(jī)20的一個或多個燃料噴射器(未示出)?？諝膺M(jìn)入系統(tǒng)24和燃料系統(tǒng)26可在功能上代表將要測試的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的相應(yīng)系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)28可接收由發(fā)動機(jī)20產(chǎn)生的排氣并可以是操作為以不同排氣流率產(chǎn)生排氣背壓的簡化的排氣系統(tǒng)，以不同的排氣流率產(chǎn)生的排氣背壓代表了由將要測試的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的完整的排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的排氣背壓。例如，排氣系統(tǒng)28可能不包括完整排氣系統(tǒng)的一個或多個限制構(gòu)件，諸如催化轉(zhuǎn)換器、消聲器和各種排氣管道。在不同的構(gòu)造中，排氣系統(tǒng)28可包括一個或多個限制構(gòu)件，以產(chǎn)生有代表性的排氣流量特性。接著參考圖1，排氣系統(tǒng)28可包括排氣歧管40、下降管42和氧傳感器44。排氣歧管40可接收離開發(fā)動機(jī)20的排氣并可將排氣引導(dǎo)到下降管42中。氧傳感器44可檢測排氣中的氧的濃度并可位于下降管42中。排氣歧管40、下降管42和氧傳感器44可以在功能上代表將要測試的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的完整排氣系統(tǒng)的相應(yīng)構(gòu)件。
ECM22可控制發(fā)動機(jī)20的操作，包括發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)扭矩輸出。ECM22可以代表將要測試的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的相應(yīng)控制模塊或模塊。ECM22可與發(fā)動機(jī)測試臺14的一個或多個模塊通信，諸如測功計控制模塊16，并且可基于從測功計控制模塊16接收到的信號來控制發(fā)動機(jī)20的操作。例如，ECM22可基于由測功計控制模塊16傳遞的請求的發(fā)動機(jī)速度來控制發(fā)動機(jī)的速度。ECM22可將發(fā)動機(jī)20的一個或多個操作條件傳遞給測功計控制模塊16。通常，發(fā)動機(jī)測試臺14可具有傳統(tǒng)的構(gòu)造并可包括測功計54、燃料單元(fuel cart)56、排放單元(emission cart)58和熱交換器60。發(fā)動機(jī)測試臺14還可包括MAF傳感器62、壓力傳感器64、空氣-燃料比(AFR)傳感設(shè)備66和排氣閥組件68。測功計控制模塊16可與測功計接口設(shè)備18和發(fā)動機(jī)測試臺14的各種構(gòu)件通信。測功計控制模塊16可基于從測功計接口設(shè)備18和各種構(gòu)件接收到的信號而控制發(fā)動機(jī)測試臺14的各種構(gòu)件的操作。
測功計M可以是傳統(tǒng)的類型，其可操作為在發(fā)動機(jī)20上產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)負(fù)載并可包括通過聯(lián)軸器72聯(lián)接到曲軸23的驅(qū)動軸70。測功計M還可包括用于檢測由曲軸23傳遞到驅(qū)動軸70的扭矩和測功計M的旋轉(zhuǎn)速度的各種傳感器。燃料單元56可包含一定量的燃料并可將帶有壓力的燃料供給到發(fā)動機(jī)20的燃料系統(tǒng)26。燃料單元56可流體地聯(lián)接到燃料系統(tǒng)沈并可包括燃料流量計量設(shè)備74，該設(shè)備 74測量供給到燃料系統(tǒng)沈的燃料的質(zhì)量流率。燃料流量計量設(shè)備74可產(chǎn)生指示所測量的質(zhì)量流率的信號。排放單元58可以是傳統(tǒng)的類型，其操作為測量由發(fā)動機(jī)20所產(chǎn)生的排氣中的各種組分的濃度。排放單元58可將所測量的濃度傳遞給測功計控制模塊16。排放單元58可流體地聯(lián)接到排氣系統(tǒng)觀。熱交換器60可以是用于發(fā)動機(jī)測試臺的傳統(tǒng)類型，其操作為排出由發(fā)動機(jī)20在操作期間產(chǎn)生的熱。熱交換器60可以流體地聯(lián)接到發(fā)動機(jī)20的冷卻系統(tǒng)(未示出)。MAF傳感器62可以是發(fā)動機(jī)測試臺14的構(gòu)件，類似于MAF傳感器32，檢測進(jìn)入發(fā)動機(jī)20的空氣的質(zhì)量流率。MAF傳感器62可以產(chǎn)生指示檢測到的質(zhì)量流率的信號。MAF 傳感器62可以是位于空氣進(jìn)入系統(tǒng)M的入口處的層流元件。壓力傳感器64可以是發(fā)動機(jī)測試臺14的構(gòu)件，其檢測排氣系統(tǒng)觀內(nèi)的排氣的壓力，并可產(chǎn)生指示所檢測的壓力的信號。壓力傳感器64可位于排氣閥組件68的上游，從而檢測由排氣閥組件68產(chǎn)生的排氣中的背壓。AFR檢測設(shè)備66可以是發(fā)動機(jī)測試臺14的構(gòu)件，其由排氣系統(tǒng)觀內(nèi)的排氣檢測空氣-燃料比，并可產(chǎn)生指示所檢測的空氣-燃料比的信號。AFR檢測設(shè)備66可以是位于排氣系統(tǒng)觀內(nèi)的寬帶氧傳感器。AFR檢測設(shè)備66可以位于下降管42內(nèi)緊鄰氧傳感器44。排氣閥組件68可選擇性地限制通過排氣系統(tǒng)觀的排氣的流量，從而調(diào)節(jié)排氣系統(tǒng)28內(nèi)的背壓。盡管示出了單個的排氣閥組件68，但可以提供兩個或更多的排氣閥組件。 可以提供多于一個的排氣閥組件68以獨(dú)立地調(diào)節(jié)分開的排氣流路內(nèi)的背壓。例如，在具有兩組氣缸的V型發(fā)動機(jī)中，可以為每組提供排氣閥組件68以調(diào)節(jié)離開每組氣缸的排氣的背壓。排氣閥組件68可位于排氣系統(tǒng)28的出口處或在出口附近。再參考圖2_3，排氣閥組件68可以是機(jī)電致動的閥組件，其包括由電動機(jī)82通過齒輪系84致動的閥80。閥80 可以是節(jié)氣門并可包括閥體86、節(jié)流板88以及一對環(huán)形閥阻擋件90。閥體86可包括內(nèi)表面92，該內(nèi)表面92限定流體通道94，該流體通道94以箭頭A (圖3)所示的第一方向提供流體流。
節(jié)流板88可以設(shè)置在流體通道94內(nèi)并可由閥體86所支撐的軸96旋轉(zhuǎn)。節(jié)流板88 可以在對應(yīng)于全開位置的第一旋轉(zhuǎn)位置和對應(yīng)于全閉位置的第二旋轉(zhuǎn)位置之間旋轉(zhuǎn)。在第一旋轉(zhuǎn)位置，節(jié)流板88可以在流體流的第一方向上延伸。在圖3中，節(jié)流板88的第一旋轉(zhuǎn)位置由虛線所示。在第二旋轉(zhuǎn)位置，節(jié)流板88可以橫向于流體流的第一方向延伸。作為一個示例，當(dāng)位于第二旋轉(zhuǎn)位置時，節(jié)流板88可以垂直于流體流的第一方向延伸。當(dāng)位于第二旋轉(zhuǎn)位置時，節(jié)流板88的圓周部分98可由提供用于間隙的環(huán)形空間100而與內(nèi)表面92 分開。閥阻擋件90可聯(lián)接到內(nèi)表面92并可從內(nèi)表面92向節(jié)流板88突出。閥阻擋件90 可以任何期望的方式聯(lián)接到內(nèi)表面92，并可以與閥體86 —體地形成。當(dāng)節(jié)流板88旋轉(zhuǎn)到位于全閉位置時，閥阻擋件90可鄰接節(jié)流板88的圓周部分98的相對側(cè)。閥阻擋件90通?？删哂信c節(jié)流板88的圓周部分98互補(bǔ)的弧形(圖2)。當(dāng)節(jié)流板88旋轉(zhuǎn)到全閉位置或接近全閉位置，閥阻擋件90可限制通過環(huán)形空間100經(jīng)過節(jié)流板88的排氣的流量。通過限制通過環(huán)形空間100的排氣的流量，閥阻擋件90可提供具有對低排氣流率的排氣背壓的改善控制的排氣閥組件68。雖然顯示為一對閥阻擋件90，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開并不限于這種布置。例如，閥80可包括與閥阻擋件90中的一個相似的單個閥阻擋件。當(dāng)節(jié)流板88旋轉(zhuǎn)到全開位置時，目標(biāo)車輪102可固定到軸96并可觸發(fā)傳感器 104，諸如接近開關(guān)。馬達(dá)82可以是適用于提供扭矩以便在全開和全閉位置之間旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88的任何類型。例如，馬達(dá)82可以是直流(DC)馬達(dá)。馬達(dá)82可包括電流檢測模塊108，其檢測供給到馬達(dá)82的電流并產(chǎn)生指示所檢測到的電流的信號。電流檢測模塊108可包括電流檢測設(shè)備(未示出)，諸如安培表或安培表分流器，用于檢測所供給的電流。測功計控制模塊16可基于從測功計接口設(shè)備18接收到的信號而控制發(fā)動機(jī)測試臺14的各種構(gòu)件的操作。測功計控制模塊16可基于接收到的信號進(jìn)一步通過ECM22控制發(fā)動機(jī)20的一個或多個操作參數(shù)。如以下更詳細(xì)所述，測功計控制模塊16可控制排氣閥組件68的操作并從而控制排氣系統(tǒng)觀內(nèi)的背壓。具體參考圖2，示出根據(jù)本公開的示例性控制系統(tǒng)中的測功計控制模塊16的示例性實(shí)施方式。測功計控制模塊16包括空氣流量確定模塊110、燃料流量確定模塊112和排氣流量確定模塊114。測功計控制模塊16還包括濾波器模塊116、排氣限制確定模塊118 和排氣閥控制模塊120?？諝饬髁看_定模塊110可基于由發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12和/或發(fā)動機(jī)測試臺14所產(chǎn)生的一個或多個信號而周期性地確定進(jìn)入發(fā)動機(jī)20的進(jìn)氣的質(zhì)量流率(MAFRateEN(;iNE)?？諝饬髁看_定模塊110可輸出指示所確定的進(jìn)氣的當(dāng)前質(zhì)量流率MAFRateEN(;iNE的信號。進(jìn)氣的質(zhì)量流率可以基于由發(fā)動機(jī)測試臺14的MAF傳感器62產(chǎn)生的信號和/或由發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12 的MAF傳感器32所產(chǎn)生的信號來確定。
替代地或附加地，進(jìn)氣的質(zhì)量流率可以基于AFR檢測設(shè)備66產(chǎn)生的信號和發(fā)動機(jī)系統(tǒng) 12的氧傳感器44產(chǎn)生的信號中的一個以及燃料單元56的燃料流量計量設(shè)備74產(chǎn)生的信號來確定。例如，進(jìn)氣的質(zhì)量流率可基于分別由燃料流量計量設(shè)備74和AFR檢測設(shè)備66 所指示的燃料流率和空氣-燃料比的乘積來確定。當(dāng)確定MAFRateEN(;iNE時，空氣流量確定模塊110可直接接收由發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12和發(fā)動機(jī)測試臺14的各種構(gòu)件(例如，傳感器)所產(chǎn)生的信號。替代地或附加地，空氣流量確定模塊110可基于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12的構(gòu)件產(chǎn)生的信號而接收由ECM22傳遞的信息。例如，ECM22 可基于由發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12的MAF傳感器32產(chǎn)生的信號而傳遞進(jìn)氣的估計質(zhì)量流率。在確定 MAFRateENGINE時由空氣流量確定模塊110所使用的一個或多個特定信號可通過測功計接口設(shè)備18而由操作員來選擇。燃料流量確定模塊112可基于由發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12和/或發(fā)動機(jī)測試臺14所產(chǎn)生的一個或多個信號而周期性地確定供給到發(fā)動機(jī)20的燃料的質(zhì)量流率(FUELRateEN(;iNE)。燃料流量確定模塊112可輸出指示所確定的供給的燃料的當(dāng)前質(zhì)量流率FUELRateEN(;iNE的信號。供給的燃料的質(zhì)量流率可基于燃料單元56的燃料流量計量設(shè)備74所產(chǎn)生的信號和/ 或ECM22所產(chǎn)生的用于控制由燃料系統(tǒng)26供給的燃料的控制信號來確定。
當(dāng)確定FUELRateEN(;iNE時，燃料流量確定模塊112可直接接收由發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12和/或發(fā)動機(jī)測試臺14的各種傳感器和構(gòu)件所產(chǎn)生的信號。替代地或附加地，燃料流量確定模塊 112可基于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12的構(gòu)件產(chǎn)生的各種信號而接收由ECM22傳遞的信息。例如，ECM22 可傳遞由燃料系統(tǒng)26供給的燃料的估計質(zhì)量流率。在確定FUELRateEN(;iNE時由燃料流量確定模塊112所使用的特定信號和/或信息可通過測功計接口設(shè)備18而由操作員來選擇。排氣流量確定模塊114可基于MAFRateEN(;iNE和FUELRateENeiNE周期性地確定發(fā)動機(jī)20產(chǎn)生的排氣的估計質(zhì)量流率(EXHAUSTRateEN(;iNE)。排氣流量確定模塊114可輸出指示所確定的排氣的當(dāng)前質(zhì)量流率EXHAUSTRateEN(;iNE的信號。排氣的質(zhì)量流率可以通過將進(jìn)氣的質(zhì)量流率和燃料的質(zhì)量流率求和來計算(即，EXHAUSTRateEN(;iNE = MAFRateENGINE + FUELRateEN(JiNE) °濾波器模塊116可接收排氣流量確定模塊114產(chǎn)生的信號并可對所接收到的信號進(jìn)行濾波并從而產(chǎn)生指示排氣的當(dāng)前濾波質(zhì)量流率的濾波信號(濾波的 EXHAUSTRate )0濾波器模塊116可對排氣流量確定模塊產(chǎn)生的信號進(jìn)行濾波，以減少在用于確定排氣的質(zhì)量流率的信號中可能存在的不期望的噪聲影響。濾波器模塊116可包括一個或多個各種類型的傳統(tǒng)的濾波器，包括一階滯后濾波器。排氣限制確定模塊118可基于由濾波器模塊116所產(chǎn)生的信號所指示的排氣的濾波質(zhì)量流率，即濾波的EXHAUSTRateEN(;iNE來周期性地確定期望的排氣背壓(期望的 BACKPRESSUREexhaust)。排氣限制確定模塊118可輸出指示所確定的當(dāng)前期望的排氣背壓，即期望的EXHAUSTRateEN(;iNE的信號。在該示例中，期望的排氣背壓可等于將要測試的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的完整排氣系統(tǒng)在等于濾波的EXHAUSTRateEN(;iNE的排氣質(zhì)量流率的情況下將產(chǎn)生的估計的排氣背壓。排氣限制確定模塊118可根據(jù)若干方法之一來確定期望的排氣背壓。由排氣限制確定模塊118所使用的特定方法可通過測功計接口設(shè)備18而由操作員來選擇或輸入。作為一個示例，期望的排氣背壓可基于排氣的濾波質(zhì)量流率(濾波的EXHAUSTRateEN(;iNE)在存儲于測功計控制模塊16的存儲器(未示出)中的存儲器表中查詢。存儲在存儲器表中的期望排氣背壓的值可以是從對將要測試的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的完整排氣系統(tǒng)的實(shí)驗測試和/或計算分 析獲得的預(yù)先確定的值。作為另一個示例，期望的排氣背壓可以使用從對將要測試的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的完整排氣系統(tǒng)的實(shí)驗測試和/或計算分析獲得的回歸等式來確定?；貧w等式可以將期望的排氣背壓表達(dá)為排氣質(zhì)量流率的函數(shù)，并可以是對于給定的排氣質(zhì)量流率的輸入來表達(dá)期望的排氣背壓的數(shù)學(xué)函數(shù)或計算式。例如，回歸等式可以是由以下等式表示的多項式函數(shù)f(X)= aNxN + Bn^1Xn-1 +…+ a2x2 + B1X + aQ，其中，f(X)表示期望的排氣背壓，X表示排氣質(zhì)量流率，N是預(yù)先確定的非負(fù)整數(shù)，徹，a1; a2,…，如—和如是預(yù)先確定的恒定系數(shù)。系數(shù)和整數(shù)N可以是基于對將要測試的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的完整的排氣系統(tǒng)的實(shí)驗測試和/或計算分析而預(yù)先確定的。排氣閥控制模塊120可基于期望的排氣背壓，即期望的BACKPRESSUREexhaust來控制排氣閥組件68的操作。更具體而言，排氣閥控制模塊120可基于期望的排氣背壓來控制節(jié)流板88的旋轉(zhuǎn)位置。如以下更詳細(xì)所述，排氣閥控制模塊120可進(jìn)一步基于壓力傳感器64 響應(yīng)于在排氣系統(tǒng)觀內(nèi)檢測到的壓力而產(chǎn)生的信號來控制節(jié)流板88的旋轉(zhuǎn)位置。具體參考圖4，排氣閥控制模塊120的示例性實(shí)施方式可包括背壓測量模塊130和馬達(dá)致動器模塊134。背壓測量模塊130可基于壓力傳感器64產(chǎn)生的信號而周期性地確定測量的排氣背壓(測量的BACKPRESSUREexhaust)。背壓測量模塊130可輸出指示所確定的當(dāng)前測量的排氣背壓，即測量的BACKPRESSUREexhaust的信號。馬達(dá)致動器模塊134可基于期望的排氣背壓，即期望的BACKPRESSUREexhaust和測量的排氣背壓，即測量的BACKPRESSUREexhaust來選擇性地調(diào)整節(jié)流板88的旋轉(zhuǎn)位置?？傮w而言，馬達(dá)致動器模塊134可調(diào)整節(jié)流板88的旋轉(zhuǎn)位置，使得測量的排氣背壓維持在期望的排氣背壓或期望的排氣背壓附近。
當(dāng)測量的排氣背壓，即測量的BACKPRESSUREexhaust小于期望的背壓(即，期望的 BACKPRESSUREexhaust)時，馬達(dá)致動器模塊134可向全閉位置旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88。當(dāng)排氣的濾波質(zhì)量流率(即，濾波的EXHAUSTRateENeiNE)小于預(yù)先確定的排氣流率時，馬達(dá)致動器模塊 134也可向全閉位置旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88。當(dāng)排氣的濾波質(zhì)量流率小于預(yù)先確定的排氣流率時，馬達(dá)致動器模塊134可將節(jié)流板88維持在全閉位置。當(dāng)測量的排氣背壓，即測量的 BACKPRESSUREexhaust大于期望的背壓(即，期望的BACKPRESSUREexhaust)時，馬達(dá)致動器模塊 134可向全開位置旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88。馬達(dá)致動器模塊134可通過將功率供給到馬達(dá)82而調(diào)整節(jié)流板88的旋轉(zhuǎn)位置， 用于使節(jié)流板88向全閉位置和全開位置中的一個旋轉(zhuǎn)。一旦節(jié)流板88處于期望的旋轉(zhuǎn)位置，馬達(dá)致動器模塊134可中斷給馬達(dá)82的功率以維持期望的旋轉(zhuǎn)位置。馬達(dá)致動器模塊 134可包括控制循環(huán)反饋機(jī)構(gòu)(例如，控制循環(huán)反饋模塊)，其控制供給到馬達(dá)82的功率的量，從而控制期望的排氣背壓和測量的排氣背壓之間的差?？刂蒲h(huán)反饋機(jī)構(gòu)可包括各種類型的閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)。作為一個示例，控制循環(huán)反饋機(jī)構(gòu)可包括比例積分微分(PID)控制機(jī)構(gòu)。諸如比例、積分和微分控制值的參數(shù)可以對于被測試的特定發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12來預(yù)先確定。替代地或附加地，參數(shù)可以通過測功計接口設(shè)備18由操作員輸入和/或調(diào)整。在供給功率使節(jié)流板88轉(zhuǎn)向全開位置時，當(dāng)傳感器104指示節(jié)流板88已經(jīng)到達(dá)全開位置時，馬達(dá)致動器模塊134可中止供給功率。在供給功率使節(jié)流板轉(zhuǎn)向全閉位置和全開位置之一時，當(dāng)供給到馬達(dá)82的電流超過預(yù)先確定的電流時，馬達(dá)致動器模塊134還可中止供給功率。以這種方式，馬達(dá)致動器模塊134可防止當(dāng)節(jié)流板88達(dá)到全閉位置并且接近閥阻擋件90時對馬達(dá)82和/或齒輪系84產(chǎn)生損害。馬達(dá)致動器模塊134還可中止供給功率以將節(jié)流板88維持在全閉位置。在供給功率時，馬達(dá)致動器模塊134可以通過監(jiān)測由電流檢測模塊108產(chǎn)生的信號而監(jiān)測供給的電流。再次參考圖1，測功計接口設(shè)備18可包括顯示裝置140和一個或多個操作員控制器142。顯示裝置140可將各種信息傳遞給(顯示給)操作員，包括發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12和/或發(fā)動機(jī)測試臺14的一個或多個操作條件。操作員控制器142可包括使得操作員能夠提供輸入給發(fā)動機(jī)測試臺14的輸入設(shè)備(未示出)和一個或多個選擇開關(guān)(未示出)。參考圖5-7，示出了用于利用機(jī)電致動的排氣閥來控制發(fā)動機(jī)的排氣背壓的示例性方法200。該方法可在發(fā)動機(jī)測試臺上測試期間使用。如以下將更詳細(xì)所述，方法200可提供排氣閥的閉環(huán)控制。方法200可以由各種控制模塊來執(zhí)行以利用排氣閥來控制排氣背壓。為了簡明起見，將參考之前所述的發(fā)動機(jī)測試設(shè)備10的各構(gòu)件來描述方法200。以這種方式，還可以更完全地描述發(fā)動機(jī)測試設(shè)備10的各種構(gòu)件的操作。具體參考圖5，方法200開始于202，其中，測功計控制模塊16可確定是否自動地調(diào)整發(fā)動機(jī)排氣背壓。如果是，則控制可以前進(jìn)到204，否則控制可以如圖所示循環(huán)回去。在204，測功計控制模塊16可周期性地確定發(fā)動機(jī)20的期望的排氣背壓，即期望的BACKPRESSUREexhaust。期望的排氣背壓可以由測功計控制模塊16以規(guī)則的間隔來確定。 具體參考圖6，示出根據(jù)本公開的用于在204確定期望的排氣背壓的示例性方法。在206，空氣流量確定模塊110可確定當(dāng)前控制循環(huán)的進(jìn)入發(fā)動機(jī)20的進(jìn)氣的質(zhì)量流率，即MAFRate■皿。在208，燃料流量確定模塊112可確定當(dāng)前控制循環(huán)的供給到發(fā)動機(jī)20的燃料的
質(zhì)量流率，即FUELRateENraNE。在210，排氣流量確定模塊114可確定當(dāng)前控制循環(huán)的由發(fā)動機(jī)20產(chǎn)生的排氣的估計質(zhì)量流率，即EXHAUSTRateEN(;iNE。排氣流量確定模塊114可基于在206和208確定的當(dāng)前控制循環(huán)的進(jìn)氣質(zhì)量 流率和燃料質(zhì)量流率MAFRate-皿和FUELRateENraNE來確定排氣的估計質(zhì)量流率。排氣的估計質(zhì)量流率可基于進(jìn)氣質(zhì)量流率和燃料質(zhì)量流率的和來確定。在212，濾波器模塊116可基于在210確定的當(dāng)前和之前的控制循環(huán)的EXHAUSTRateEN(;iNE的值來確定當(dāng)前控制循環(huán)的排氣的濾波質(zhì)量流率，即濾波的 EXHAUSTRateEN(;iNE。濾波器模塊116可確定當(dāng)前控制循環(huán)的排氣的濾波質(zhì)量流率，以減少在 206,208 和 210 所確定的 EXHAUSTRateENeiNE、MAFRateENGINE 和 FUELRateENeiNE 的值中的一個或多個可能存在的不期望的噪聲影響。在214，排氣限制確定模塊118可基于在212確定的濾波的exhaustrateeneine來確定當(dāng)前控制循環(huán)的期望的排氣背壓，即期望的Backpressureexhaust。再次參考圖5，控制可從214前進(jìn)到216。在216，測功計控制模塊16可基于在204 確定的期望排氣背壓，即期望的BACKPRESSUREexhaust選擇性地調(diào)整排氣閥組件68的旋轉(zhuǎn)位置。測功計控制模塊16還可基于測量的排氣背壓(即，測量的BACKPRESSUREexhaust)、排氣的濾波質(zhì)量流率(即，濾波的EXHAUSTRateEN(;iNE)、供給到排氣閥組件68的電流和排氣閥組件 68是否處于全開位置來調(diào)整旋轉(zhuǎn)位置?？刂瓶蓮?16返回到開始以開始方法200的另一個控制循環(huán)。具體參考圖7，示出根據(jù)本公開的用于在216選擇性地調(diào)整排氣閥組件68的旋轉(zhuǎn)位置的示例性方法。在218，排氣閥控制模塊120可確定當(dāng)前控制循環(huán)的排氣的濾波質(zhì)量流率(即，濾波的EXHAUSTRateEN(;iNE)是否大于預(yù)先確定的排氣流率。如果是，則控制可以前進(jìn)到220，否則控制可以如圖所示前進(jìn)到228。在220，排氣閥控制模塊120可測量排氣的背壓，從而確定當(dāng)前控制循環(huán)的測量的排氣背壓，即測量的BACKPRESSUREEXHAUST?？刂瓶汕斑M(jìn)到222，其中，排氣閥控制模塊120可確定排氣閥組件68 (更具體而言是排氣閥組件的節(jié)流板88)是否旋轉(zhuǎn)到位于全開位置。如果是，則控制可以前進(jìn)到224，否則控制可前進(jìn)到226。在224，排氣閥控制模塊120可選擇性地將排氣閥組件68 (更具體而言是節(jié)流板 88)的旋轉(zhuǎn)位置向全閉位置調(diào)整。當(dāng)測量的排氣背壓，即測量的BACKPRESSUREexhaust小于期望的背壓(即，期望的BACKPRESSUREexhaust)時，排氣閥控制模塊120可向全閉位置旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88。排氣閥控制模塊120可以通過給馬達(dá)82供給功率而旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88，以便向全閉位置旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88。在226，排氣閥控制模塊120可選擇性地將排氣閥組件68 (更具體而言是節(jié)流板88)的旋轉(zhuǎn)位置向全閉位置和全開位置之一調(diào)整。當(dāng)測量的排氣背壓，即測量的 BACKPRESSUREexhaust小于期望的背壓(即，期望的BACKPRESSUREexhaust)時，排氣閥控制模塊 120可向全閉位置旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88。當(dāng)測量的排氣背壓，即測量的BACKPRESSUREexhaust大于期望的背壓(即，期望的BACKPRESSUREexhaust)時，排氣閥控制模塊120可向全開位置旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88。排氣閥控制模塊120可以通過給馬達(dá)82供給功率而旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88，以便向全閉位置和全開位置之一旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88。在228，排氣閥控制模塊120可將排氣閥組件68 (更具體而言是節(jié)流板88)向全閉位置旋轉(zhuǎn)。排氣閥控制模塊120可持續(xù)旋轉(zhuǎn)節(jié)流板88，直到節(jié)流板88旋轉(zhuǎn)到位于全閉位置。
在230，排氣閥控制模塊120可在224、2沈和2 中的一個供給功率的同時監(jiān)測供給到馬達(dá)82的電流。在232，排氣閥控制模塊120可確定供給到馬達(dá)82的電流是否超過預(yù)先確定的電流。如果供給到馬達(dá)82的電流小于預(yù)先確定的電流，則控制可返回到(圖5)所示的開始以開始方法200的另一個控制循環(huán)，否則控制可前進(jìn)到234。在234，排氣閥控制模塊120可中斷在224、2沈和228中的一個向馬達(dá)82供給功率。排氣閥控制模塊120可中斷供應(yīng)功率(S卩，中斷致動馬達(dá)82)來防止進(jìn)一步使節(jié)流板88 向全閉位置旋轉(zhuǎn)和/或?qū)⒐?jié)流板88維持在全閉位置?？刂瓶芍袛喙┙o功率以避免在調(diào)整節(jié)流板88的旋轉(zhuǎn)位置的同時對排氣閥組件68的一個或多個構(gòu)件產(chǎn)生損害。當(dāng)排氣的濾波質(zhì)量流率(即，濾波的EXHAUSTRateEN(;iNE)小于預(yù)先確定的排氣流率時，控制可中斷供給功率以將節(jié)流板88維持在全閉位置?？刂瓶蓮?34返回到(圖5)所示的開始以開始方法200 的另一個控制循環(huán)。從以上所述，將認(rèn)識到，在控制(例如，測功計控制模塊16)在202確定自動地調(diào)整發(fā)動機(jī)排氣背壓時，控制可根據(jù)以上所述的204-234進(jìn)行。還應(yīng)該認(rèn)識到，204-234的控制可以周期性的方式進(jìn)行，并且在各個控制循環(huán)期間的控制的時間段可以保持恒定。本公開的寬泛的教導(dǎo)可以多種形式來實(shí)施。因此，盡管本公開包括具體的實(shí)例，但本公開的真實(shí)范圍不應(yīng)受到此限制，因為在研究了附圖、說明書和權(quán)利要求后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚其它的改型。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)，包括限制確定模塊，所述限制確定模塊基于所述發(fā)動機(jī)的排氣流率來確定所述發(fā)動機(jī)的期望的排氣背壓；以及閥控制模塊，所述閥控制模塊基于所述期望的排氣背壓來選擇性地調(diào)整限制所述發(fā)動機(jī)的排氣流量的排氣閥的閥位置。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述排氣流率基于所述發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣流率和所述發(fā)動機(jī)的燃料流率來確定。
3.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述期望的排氣背壓對應(yīng)于由所述發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)的構(gòu)件產(chǎn)生的所述排氣流率處的估計的排氣背壓。
4.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述期望的排氣背壓是基于所述排氣流率從存儲在存儲器中的背壓值表獲得的值以及基于所述排氣流率從回歸等式確定的值中的一個。
5.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述閥控制模塊基于所述發(fā)動機(jī)的測量的排氣背壓進(jìn)一步選擇性地調(diào)整所述閥位置。
6.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述排氣閥是機(jī)電致動的，并且所述閥控制模塊基于所述期望的排氣背壓而將功率供給到所述排氣閥。
7.如權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其中，所述閥控制模塊監(jiān)測供給到所述排氣閥的電流并且當(dāng)所述電流超過預(yù)先確定的電流時中斷供給到所述排氣閥的功率。
8.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述排氣流率小于預(yù)先確定的排氣流率時， 所述閥控制模塊將所述閥位置調(diào)整到關(guān)閉位置。
9.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述排氣閥包括閥體，所述閥體包括限定了流體通道的內(nèi)表面，所述流體通道在第一方向上提供流體流；節(jié)流板，所述節(jié)流板設(shè)置在所述流體通道內(nèi)并被支撐為在第一旋轉(zhuǎn)位置和第二旋轉(zhuǎn)位置之間旋轉(zhuǎn)，其中，在所述第一旋轉(zhuǎn)位置，所述節(jié)流板在所述第一方向上延伸，在所述第二旋轉(zhuǎn)位置，所述節(jié)流板橫向于所述第一方向延伸，當(dāng)所述節(jié)流板位于所述第二旋轉(zhuǎn)位置時， 所述節(jié)流板的圓周部分被環(huán)形空間與所述內(nèi)表面分開；以及第一環(huán)形突出，所述第一環(huán)形突出聯(lián)接到所述內(nèi)表面并且朝向所述節(jié)流板突出，當(dāng)所述節(jié)流板位于所述第二旋轉(zhuǎn)位置時，所述第一環(huán)形突出鄰接所述圓周部分的第一側(cè)并且限制通過所述環(huán)形空間的流體流。
10.一種用于控制發(fā)動機(jī)的方法，包括基于所述發(fā)動機(jī)的排氣流率來確定所述發(fā)動機(jī)的期望的排氣背壓；以及基于所述期望的排氣背壓來選擇性地調(diào)整限制所述發(fā)動機(jī)的排氣流量的排氣閥的閥位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)，其包括限制確定模塊和閥控制模塊。限制確定模塊基于發(fā)動機(jī)的排氣流率來確定發(fā)動機(jī)的期望的排氣背壓。閥控制模塊基于期望的排氣背壓來選擇性地調(diào)整限制發(fā)動機(jī)的排氣流量的排氣閥的閥位置。排氣閥可包括閥體、節(jié)流板和聯(lián)接到閥體的內(nèi)表面并朝向節(jié)流板突出的環(huán)形突出。當(dāng)節(jié)流板位于橫向于流體流的方向的旋轉(zhuǎn)位置時，環(huán)形突出可鄰接節(jié)流板的一側(cè)并可限制通過節(jié)流板和內(nèi)表面之間的環(huán)形空間的流體流。還提供了相關(guān)方法。
文檔編號F01N9/00GK102235218SQ20111011660
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者J. 克西亞茲維奇 J., C. 王 K., 布羅克索姆 K., D. 芬克爾 M., W. 古什曼 R., 貝內(nèi)特 R., M. 赫布爾 S., J. 約翰遜 T. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司