專利名稱：用于電流控制的pwm型螺線管和開/關(guān)pwm型螺線管的廢氣門控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，更特別地，涉及用于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣門控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
這里提供的背景描述是為了總地示出本公開背景的目的。目前署名的發(fā)明人的工 作，在該背景技術(shù)部分中所作描述的程度，以及在提交時(shí)不會(huì)以其它方式被構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的描述方面，既不明確地也不暗示地認(rèn)為是與本公開對(duì)照的現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃機(jī)在氣缸內(nèi)燃燒空氣與燃料混合物以驅(qū)動(dòng)活塞，這產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流通過節(jié)氣門來調(diào)節(jié)。更特別地，節(jié)氣門調(diào)節(jié)節(jié)流面積，其增大或減小進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流。當(dāng)節(jié)流面積增大時(shí)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流增大。燃料控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)噴射燃料的速率，以向氣缸提供期望的空氣/燃料混合物和/或獲得期望的扭矩輸出。增大提供給氣缸的空氣和燃料量增大了發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。在火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中，火花起動(dòng)提供給氣缸的空氣/燃料混合物的燃燒。在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中，氣缸中的壓縮點(diǎn)燃提供給氣缸的空氣/燃料混合物?；鸹ㄕ龝r(shí)和空氣流可為用于調(diào)節(jié)火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)理，而燃料流可為用于調(diào)節(jié)壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)理。渦輪增壓器是由渦輪機(jī)供能的氣體壓縮機(jī)，其由來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣驅(qū)動(dòng)。在渦輪增壓器中的壓縮機(jī)增加進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣壓力，以提供更大的功率和/或效率。廢氣門包括閥，其使排氣轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離在渦旋增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的渦輪機(jī)。排氣的轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)渦輪機(jī)速度，其依次調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。廢氣門調(diào)節(jié)渦旋增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的最大增壓壓力，其保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器。

發(fā)明內(nèi)容
廢氣門控制系統(tǒng)包括廢氣門控制模塊，其配置用來在第一 PWM模式和第二 PWM模式的一個(gè)中操作。第一晶體管包括連接到廢氣門控制模塊的控制終端，第一輸出終端，和第二輸出終端。箝位電路連接到第一晶體管的第一輸出終端和第二輸出終端。第二晶體管包括連接到廢氣門控制模塊的控制終端，第一輸出終端，和第二輸出終端。二極管具有連接到第一晶體管的第二輸出終端的陽極，和連接到第二晶體管的第一輸出終端的陰極。在其他特征中，第一 PWM模式是開/關(guān)PWM模式，第二 PWM模式是電流控制PWM模式。當(dāng)廢氣門控制模塊以第一 PWM模式操作的時(shí)候，廢氣門控制模塊輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)給第一晶體管。當(dāng)廢氣門控制模塊以第二 PWM模式操作的時(shí)候，廢氣門控制模塊輸出第一驅(qū)
動(dòng)信號(hào)給第一晶體管并輸出第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)給第二晶體管。在其他特征中，當(dāng)廢氣門控制模塊以第一 PWM模式操作的時(shí)候，螺線管連接到第一晶體管的第二輸出部，繼電器連接到螺線管。當(dāng)廢氣門控制模塊以第二 PWM模式操作的時(shí)候，繼電器連接到第二晶體管的第二輸出部，螺線管連接到第一晶體管的第二輸出部和第一晶體管的第一輸出部。在其他特征中，箝位電路包括齊納(Zener) 二極管或雪崩場效應(yīng)(avalanchefield effect)晶體管(FET)。第一晶體管和第二晶體管包括金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管。在其他特征中，傳感模塊感測運(yùn)行參數(shù)。配置模塊配置廢氣門控制模塊，以在第一PWM模式和第二 PWM模式的一個(gè)中操作。 從下文提供的詳細(xì)描述可清楚本公開適用性的其它方面。應(yīng)當(dāng)理解，其詳細(xì)描述和具體實(shí)例僅僅是示意性目的，而不是限制本公開的范圍。


從其詳細(xì)描述和附圖可更加全面地理解本公開，其中
圖I為根據(jù)本公開的示例性渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；以及 圖2為開/關(guān)PWM型廢氣門控制系統(tǒng)的功能框圖和電路 圖3為電流控制型廢氣門控制系統(tǒng)的功能框圖和電路圖；以及圖4-6為根據(jù)本公開的能夠用于開/關(guān)PWM型和電流控制PWM型應(yīng)用的控制模塊的例子的功能框圖和電路圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)質(zhì)上，下面的描述僅僅是說明性的，而絕不是限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。為清楚起見，附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來表示相似的元件。如本文所使用的，短語“A、B和C中至少之一”應(yīng)當(dāng)解釋成意味著使用非排他性邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解，在不改變本公開原理的情況下，可以不同的順序執(zhí)行方法中的步驟。如本文中所使用的，術(shù)語“模塊”可以指的是下列部件的一部分，或者包括下列部件特定用途集成電路(ASIC);電子電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共享、專用或群組的)；提供所述功能的其它合適部件；或以上部分的一些或全部的組合，例如在片上系統(tǒng)(system-on-chip)中。如上使用的術(shù)語代碼可包括軟件、固件和/或微代碼，可指程序、例行程序、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。如上使用的術(shù)語共享意味著可使用單個(gè)(共享)處理器執(zhí)行來自多個(gè)模塊的一些或全部代碼。另外，來自多個(gè)模塊的一些或全部代碼可由單個(gè)(共享)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。如上使用的術(shù)語群組意味著可使用一組處理器或一組執(zhí)行引擎執(zhí)行單個(gè)模塊的一些或全部代碼。例如，處理器的多個(gè)代碼和/或多個(gè)線程可被認(rèn)為是執(zhí)行引擎。在各種應(yīng)用中，執(zhí)行引擎可跨處理器、跨多個(gè)處理器和跨多個(gè)位置的處理器(例如平行處理布置中的多個(gè)服務(wù)器)成組。另外，來自單個(gè)模塊的一些或全部代碼可使用一組存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)。本文所述設(shè)備和方法可通過由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施。計(jì)算機(jī)程序包括存儲(chǔ)在非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行的指令。計(jì)算機(jī)程序還可包括存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性例子為非易失性存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器。有兩種方法控制螺線管廢氣門閥，其從渦輪機(jī)放出壓力并且引導(dǎo)排氣圍繞渦輪增壓器而不是穿過渦輪增壓器。一種方法使用控制電路，其能夠在每次驅(qū)動(dòng)信號(hào)打開和關(guān)閉時(shí)(稱作開/關(guān)脈寬調(diào)制(PWM)模式)使用螺線管打開和完全關(guān)閉廢氣門閥。驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)閉通常使用箝位電路實(shí)現(xiàn)，其快速地排出螺線管中存儲(chǔ)的能量并且耗散廢氣門控制電路中的
倉tfi。另一種方法使用廢棄門控制電路，其包括再循環(huán)二極管，其允許閥被控制到中間、部分打開的位置(不是剛好完全打開或完全關(guān)閉)。這種類型的驅(qū)動(dòng)器的PWM占空比與螺線管的線性運(yùn)動(dòng)成比例。盡管兩種方法都具有優(yōu)點(diǎn)，每種都要求不同類型的廢氣門控制電路。根據(jù)本公開的廢氣門控制電路能夠以單電路控制開/關(guān)PWM型或電流控制的PWM型螺線 管?，F(xiàn)在參考圖1，示出了示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)102，該發(fā)動(dòng)機(jī)102基于駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入燃燒空氣/燃料混合物以產(chǎn)生車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門112吸入進(jìn)氣歧管110。僅例如，節(jié)氣門112可包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 114控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116，該節(jié)氣門致動(dòng)器模塊調(diào)節(jié)節(jié)氣門112的開度以控制吸入進(jìn)氣歧管110的空氣量?？諝鈴倪M(jìn)氣歧管110吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)102可包括多個(gè)氣缸，但是為顯不目的，僅不出了一個(gè)代表性氣缸118。僅例如,發(fā)動(dòng)機(jī)102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12個(gè)氣缸。ECM 114可指令氣缸致動(dòng)器模塊120有選擇地停用一些氣缸，這在特定發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件下可提高燃料經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)102可使用四沖程循環(huán)操作。下述四沖程稱為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。在曲軸(未示出)的每旋轉(zhuǎn)一周期間，在氣缸118中發(fā)生四個(gè)沖程中的兩個(gè)。因此，氣缸118經(jīng)歷全部四個(gè)沖程必須曲軸旋轉(zhuǎn)兩周。在進(jìn)氣沖程期間，空氣通過進(jìn)氣門122從進(jìn)氣歧管110吸入氣缸118。ECM 114控制燃料致動(dòng)器模塊124，該燃料致動(dòng)器模塊調(diào)節(jié)燃料噴射以獲得期望的空氣/燃料比。燃料可在中央位置或多個(gè)位置噴入進(jìn)氣歧管110，例如在各氣缸的進(jìn)氣門122附近。在各種實(shí)施方案中(未示出)，燃料可直接噴入氣缸中，或者噴入與氣缸相關(guān)聯(lián)的混合腔中。燃料致動(dòng)器模塊124可停止向停缸的氣缸的燃料噴射。噴射的燃料與空氣混合，在氣缸118中產(chǎn)生空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，氣缸118中的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。發(fā)動(dòng)機(jī)102可為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種情形下，氣缸118中的壓縮點(diǎn)燃空氣/燃料混合物。作為另一種選擇，發(fā)動(dòng)機(jī)102可為火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種情形下，火花致動(dòng)器模塊126基于ECM 114的信號(hào)激勵(lì)氣缸118中的火花塞128，火花塞點(diǎn)燃空氣/燃料混合物。可相對(duì)于活塞在其最頂部位置(稱為上止點(diǎn)(TDC))時(shí)的時(shí)間規(guī)定火花的正時(shí)。火花致動(dòng)器模塊126可由規(guī)定在TDC之前或之后多久產(chǎn)生火花的正時(shí)信號(hào)來控制。因?yàn)榛钊恢门c曲軸旋轉(zhuǎn)直接相關(guān)，所以火花致動(dòng)器模塊126的操作可與曲軸角度同步。在各種實(shí)施方案中，火花致動(dòng)器模塊126可中止向停缸氣缸提供火花。
產(chǎn)生火花可稱為點(diǎn)火事件?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊126可具有改變各點(diǎn)火事件的火花正時(shí)的能力。當(dāng)在最后一次點(diǎn)火事件與下一次點(diǎn)火事件之間改變火花正時(shí)時(shí)，火花致動(dòng)器模塊126甚至能夠改變下一次點(diǎn)火事件的火花正時(shí)。在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒向下驅(qū)動(dòng)活塞，從而驅(qū)動(dòng)曲軸。燃燒沖程可定義為活塞達(dá)到TDC時(shí)與活塞返回下止點(diǎn)(BDC)時(shí)之間的時(shí)間。在排氣沖程期間，活塞開始從BDC向上移動(dòng)，通過排氣門130排出燃燒副產(chǎn)物。燃燒的副產(chǎn)物通過排氣系統(tǒng)134從車輛排出。進(jìn)氣門122可由進(jìn)氣凸輪軸140控制，而排氣門130可由排氣凸輪軸142控制。在各種實(shí)施方案中，多個(gè)進(jìn)氣凸輪軸(包括進(jìn)氣凸輪軸140)可控制氣缸118的多個(gè)進(jìn)氣門(包括進(jìn)氣門122)和/或可控制多排氣缸(包括氣缸118)的進(jìn)氣門(包括進(jìn)氣門122)。類似地，多個(gè)排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可控制氣缸118的多個(gè)排氣門和/或可控制多排氣缸(包括氣缸118)的排氣門(包括排氣門130)。 氣缸致動(dòng)器模塊120可通過禁止進(jìn)氣門122和/或排氣門130的打開來停用氣缸118。在各種其它實(shí)施方案中，進(jìn)氣門122和/或排氣門130可由凸輪軸之外的裝置控制，例如電磁致動(dòng)器。通過進(jìn)氣凸輪相位器148可改變相對(duì)于活塞TDC打開進(jìn)氣門122的時(shí)間。通過排氣凸輪相位器150可改變相對(duì)于活塞TDC打開排氣門130的時(shí)間。相位器致動(dòng)器模塊158可基于來自ECM 114的信號(hào)控制進(jìn)氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150。當(dāng)執(zhí)行時(shí)，通過相位器致動(dòng)器模塊158還可控制可變氣門升程(未示出)。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括向進(jìn)氣歧管110提供增壓空氣的增壓裝置。例如，圖I示出了渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括由流過排氣系統(tǒng)134的熱廢氣驅(qū)動(dòng)的熱渦輪機(jī)160-1。渦輪增壓器還包括由渦輪機(jī)160-1驅(qū)動(dòng)的冷空氣壓縮機(jī)160-2，渦輪機(jī)160-1壓縮導(dǎo)入節(jié)氣門112的空氣。在各種實(shí)施方案中，由曲軸驅(qū)動(dòng)的增壓器(未示出)可壓縮來自節(jié)氣門112的空氣，并將壓縮的空氣輸送至進(jìn)氣歧管110。廢氣門162可允許廢氣旁通繞過渦輪機(jī)160-1，從而降低渦輪增壓器的增壓(進(jìn)氣空氣壓縮量)。ECM 114可通過增壓致動(dòng)器模塊165控制渦輪增壓器。增壓致動(dòng)器模塊165可通過控制廢氣門162的位置來調(diào)節(jié)渦輪增壓器的增壓。在各種實(shí)施方案中，可由增壓致動(dòng)器模塊165控制多個(gè)渦輪增壓器。渦輪增壓器可具有可變的幾何形狀，其可由增壓致動(dòng)器模塊165控制。中冷器(未不出)可散掉被壓縮的空氣充氣中含有的一部分熱量，其中熱量是在空氣被壓縮中時(shí)產(chǎn)生。壓縮空氣充氣還吸收排氣系統(tǒng)134的部件的熱量。盡管為示出性目的分開地示出，但是渦輪機(jī)160-1和壓縮機(jī)160-2可彼此連接，使進(jìn)氣與熱廢氣緊鄰。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括廢氣再循環(huán)(EGR)閥164，該閥有選擇地將廢氣改向回進(jìn)氣歧管110。EGR閥164可位于渦輪增壓器的渦輪機(jī)160-1的上游。EGR致動(dòng)器模塊166可基于來自ECM 114的信號(hào)控制EGR閥164。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可使用RPM傳感器170以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)測量曲軸的速度。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度可使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)傳感器171來測量。ECT傳感器171可位于發(fā)動(dòng)機(jī)102內(nèi)或者冷卻劑循環(huán)的其它位置上，例如散熱器(未示出)。進(jìn)氣歧管110中的壓力可使用歧管絕對(duì)壓力(MAP)傳感器172測量。在各種實(shí)施方案中，可測量發(fā)動(dòng)機(jī)真空度，即環(huán)境空氣壓力與進(jìn)氣歧管110中壓力之間的差。流入進(jìn)氣歧管110的空氣的質(zhì)量流率可使用質(zhì)量空氣流率(MAF)傳感器173來測量。在各種實(shí)施方案中，MAF傳感器173可位于還包括節(jié)氣門112的殼體中。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可使用一個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 174監(jiān)測節(jié)氣門112的位置。例如，第一和第二節(jié)氣門位置傳感器174-1和174-2監(jiān)控節(jié)氣門閥112的位置并且基于節(jié)氣門位置分別產(chǎn)生第一和第二節(jié)氣門位置(TPSl和TPS2)。吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的空氣的環(huán)境溫度可使用進(jìn)氣溫度(IAT)傳感器175來測量。ECM 114可使用來自傳感器和/或一個(gè)或多個(gè)其他傳感器的信號(hào)作出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的控制決定。發(fā)動(dòng)機(jī)102經(jīng)由飛輪177 (例如雙質(zhì)量飛輪(DMF))輸出力矩到變矩器176。變矩 器176包括變矩器離合器178，渦輪機(jī)(未示出)，和葉輪(未示出)。渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)變速器輸入軸(未示出)的旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度(渦輪機(jī)速度)可使用渦輪機(jī)速度傳感器179測量。僅舉例來說，渦輪機(jī)速度可基于變速器輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度或指示變矩器176的渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的其他適合參數(shù)測量?；趶淖兯倨?80內(nèi)選擇的傳動(dòng)比，扭矩在變速器輸入軸和變速器輸出軸(未示出)之間傳遞。扭矩可經(jīng)由變速器輸出軸傳遞到車輛的車輪。變速器控制模塊194可控制變速器180和TCC 178的操作。由于各種理由，ECM114可與變速器控制模塊194通信，從而分享參數(shù)，和利用切換變速器180中的齒輪調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)操作和/或TCC 178的操作。例如，ECM 114在齒輪切換期間可有選擇地減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。ECM 114可與混合動(dòng)力控制模塊196通信以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)102和電動(dòng)機(jī)198的操作。電動(dòng)機(jī)198還可用作發(fā)電機(jī)，可用于產(chǎn)生電能，用于被車輛電子系統(tǒng)使用和/或存儲(chǔ)在電池中。在各種實(shí)施方案中，ECM 114、變速器控制模塊194和混合控制模塊196的各種功能可集成進(jìn)一個(gè)或多個(gè)模塊。改變發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的各系統(tǒng)可稱為接收致動(dòng)器值的致動(dòng)器。例如，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可稱為致動(dòng)器，節(jié)氣門打開面積可稱為致動(dòng)器值。在圖I的例子中，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門112的葉片的角度來獲得所述節(jié)氣門打開面積。類似地，火花致動(dòng)器模塊126可稱為致動(dòng)器，而相應(yīng)的致動(dòng)器值可為相對(duì)于氣缸TDC的火花提前量。其它致動(dòng)器可包括氣缸致動(dòng)器模塊120、燃料致動(dòng)器模塊124、相位器致動(dòng)器模塊158、增壓致動(dòng)器模塊165和EGR致動(dòng)器模塊166。對(duì)于這些致動(dòng)器，致動(dòng)器值可分別對(duì)應(yīng)于工作氣缸的數(shù)量、燃料供給率、進(jìn)氣和排氣凸輪相位器角度、增壓壓力和EGR閥打開面積。ECM 114可控制致動(dòng)器值，以便使發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生期望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出了第一廢氣門控制系統(tǒng)200。第一廢氣門控制系統(tǒng)200在開/關(guān)PWM模式中操作螺線管。廢氣門控制系統(tǒng)200可部分被控制模塊204應(yīng)用，其包括廢氣門控制模塊208。廢氣門控制模塊208在導(dǎo)體212上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其被輸出到晶體管214的控制終端。箝位電路218跨晶體管214的輸出終端連接。晶體管214的輸出終端之一通過導(dǎo)體220與螺線管222連接。繼電器228通過導(dǎo)體224給螺線管222有選擇地提供切換的電壓。繼電器228可包括動(dòng)力系繼電器，其為動(dòng)力系的部件提供功率，其部分基于點(diǎn)火開關(guān)的位置(有或沒有延遲或其他輸入變量)。在使用中，繼電器228供應(yīng)電壓信號(hào)給螺線管222，例如但是不局限于12V直流電。廢氣門控制模塊208產(chǎn)生PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其被輸出到晶體管214。PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)允許電流流動(dòng)或阻礙通過晶體管214電流流動(dòng)。螺線管222在每一個(gè)工作周期都完全打開和關(guān)閉。箝位電路218在關(guān)閉時(shí)箝住電壓并且螺線管222快速地關(guān)閉。現(xiàn)在參照?qǐng)D3，示出了第二廢氣門控制系統(tǒng)230。第二廢氣門控制系統(tǒng)230在電流控制模式中操作螺線管。第二廢氣門控制系統(tǒng)230可部分地被控制模塊234應(yīng)用，其包括第二廢氣門控制模塊238。廢氣門控制模塊238產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其被導(dǎo)體242輸出給晶體管244的控制終端。晶體管244的輸出終端之一通過導(dǎo)體250與螺線管252連接。廢氣門控制模塊238產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào),其被導(dǎo)體264輸出給晶體管268的控制終端。晶體管268的輸出終端274通過導(dǎo)體274與繼電器280連接。晶體管268的另一輸出終端通過導(dǎo)體282與螺線管252連接。二極管284在第一及第二導(dǎo)體250和282之間連接。更特別的是，二極管284的陽極被連接到導(dǎo)體250，二極管284的陰極被連接到導(dǎo)體282。繼電器280給晶體管268有選擇地提供切換的電壓。繼電器228可以是動(dòng)力系繼電器，其為動(dòng)力系的部件提供功率，其部分基于點(diǎn)火開關(guān)的位置。在使用中，繼電器280有選擇地向控制模塊204供給功率。廢氣門控制模塊238產(chǎn)生第一及第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其被分別輸出給晶體管244和268，以通過變化工作周期線性地控制流經(jīng)螺線管252的電流。二極管在工作周期的關(guān)閉部分期間再循環(huán)電流。在工作周期的關(guān)閉部分期間當(dāng)電流減弱時(shí)螺線管252相對(duì)緩慢地關(guān)閉?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4，示出了第三廢氣門控制系統(tǒng)300。第三廢氣門控制系統(tǒng)300可被配置用來在開/關(guān)PWM模式或電流控制模式中操作螺線管。螺線管和繼電器根據(jù)期望的模式通過導(dǎo)體與不同位置的第三廢氣門控制系統(tǒng)300連接。第三廢氣門控制系統(tǒng)300可部分被控制模塊304應(yīng)用，其包括第三廢氣門控制模塊308?？刂颇K304可以是獨(dú)立控制模塊或構(gòu)成現(xiàn)有控制模塊的部分，例如但是不局限于發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊，變速器控制模塊或其他車輛控制模塊。廢氣門控制模塊308產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其被導(dǎo)體312輸出給晶體管314的控制終端。箝位電路318跨晶體管314的輸出終端連接。晶體管314的輸出終端之一通過導(dǎo)體320和321與螺線管322連接。廢氣門控制模塊238的第二輸出部334產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其被輸出到晶體管338的控制終端。二極管340在第一及第二導(dǎo)體320和342之間連接。更特別地，二極管340的陽極被連接到導(dǎo)體320，二極管340的陰極被連接到導(dǎo)體342。
當(dāng)在開/關(guān)PWM模式中操作時(shí)，繼電器360通過導(dǎo)體362與螺線管322連接。當(dāng)以電流控制PWM模式運(yùn)行時(shí)，繼電器360和導(dǎo)體362被省略，繼電器360’通過導(dǎo)體344和363與晶體管338的一個(gè)輸出終端連接。晶體管338的另一個(gè)輸出終端通過導(dǎo)體342和365與螺線管322連接。當(dāng)在開/關(guān)PWM模式中操作時(shí)，導(dǎo)體363和365和繼電器360’被省略?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5和6，示出了箝位電路318的非限制性實(shí)施例。在圖5中，箝位電路包括齊納二極管360。在圖6中，雪崩場效應(yīng)晶體管(FET) 362替代晶體管314并且單獨(dú)的箝位電路被省略?？深I(lǐng)會(huì)的是，其他類型的箝位電路也可被使用。僅作為舉例，晶體管314和338可包括MOS晶體管，例如PMOS或NMOS晶體管，其具有柵極，源極和漏極。在一些實(shí)施方式中，控制模塊304由集成電路實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在電流控制PWM模式中操作時(shí)，導(dǎo)體320，321，363和365分別連接到集成電路的第一、第二和第三插腳400，401，402。當(dāng)在開/關(guān)PWM模式中操作時(shí)，導(dǎo)體363和365被省略。單一控制模塊可以使用單一驅(qū)動(dòng)電路，以支持兩個(gè)不同類型的廢氣門。因此，本公開的廢氣門控制系統(tǒng)提供了在相同模塊中執(zhí)行兩個(gè)不同的控制電路以支持這兩個(gè)類型的廢氣門的成本節(jié)約。在應(yīng)用該電路的控制模塊上還有電路板空間和插腳數(shù)量的節(jié)約。任一類型的廢氣門螺線管可以由單一控制輸出支持，僅簡單地通過有線連接到控制模塊的方式。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)額外導(dǎo)體能夠被提供用來感測安裝的廢氣門控制系統(tǒng)的配置。例如，在圖6中，廢氣門控制模塊308進(jìn)一步連接到晶體管338的第一輸出終端。廢氣門控制模塊308包括傳感模塊420和配置模塊422。在例如但是不局限于晶體管314被打開的事件之后，傳感模塊420感測運(yùn)行參數(shù)。例如，傳感模塊420在事件之后可感測電壓、電流、電阻或其他參數(shù)。僅作為舉例，當(dāng)傳感模塊在事件之后在插腳401感測不到低電壓時(shí)，配置模塊422可將廢氣門控制模塊308配置在開/關(guān)PWM模式中。當(dāng)傳感模塊420在事件之后在插腳400感測到電壓時(shí)，配置模塊422將廢氣門控制模塊308配置在電流控制PWM模式中。在其他實(shí)施方式中，傳感模塊420其他插腳可被感測到而不是插腳400或插腳400以外的插腳。替代地，傳感模塊420可感測電流。其他變體也被考慮。 本公開的廣泛教導(dǎo)可以以多種形式實(shí)施。因此，盡管根據(jù)此公開包括特定例子，但是本公開的實(shí)際范圍不應(yīng)當(dāng)如此限制，因?yàn)橥ㄟ^對(duì)附圖、說明書和所附權(quán)利要求的研究，其它修改對(duì)于技術(shù)人員也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種廢氣門控制系統(tǒng)，包括 廢氣門控制模塊，其配置用來在第一 PWM模式和第二 PWM模式的一個(gè)中操作； 第一晶體管，其包括 連接到廢氣門控制模塊的控制終端， 第一輸出終端，和 第二輸出終端； 箝位電路，其連接到第一晶體管的第一輸出終端和第二輸出終端； 第二晶體管，其包括 連接到廢氣門控制模塊的控制終端， 第一輸出終端，和 第二輸出終端；以及 二極管，其具有連接到第一晶體管的第二輸出終端的陽極，和連接到第二晶體管的第一輸出終端的陰極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣門控制系統(tǒng)，其特征在于，第一PWM模式是開/關(guān)PWM模式，第二 PWM模式是電流控制PWM模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢氣門控制系統(tǒng)，其特征在于， 當(dāng)廢氣門控制模塊以第一 PWM模式操作的時(shí)候，廢氣門控制模塊輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)給第一晶體管；以及 當(dāng)廢氣門控制模塊以第二 PWM模式操作的時(shí)候，廢氣門控制模塊輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)給第一晶體管并輸出第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)給第二晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢氣門控制系統(tǒng)，其特征在于， 當(dāng)廢氣門控制模塊以第一 PWM模式操作的時(shí)候，螺線管連接到第一晶體管的第二輸出部，繼電器連接到螺線管；以及 當(dāng)廢氣門控制模塊以第二 PWM模式操作的時(shí)候，繼電器連接到第二晶體管的第二輸出部，螺線管連接到第一晶體管的第二輸出部和第一晶體管的第一輸出部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣門控制系統(tǒng)，其特征在于，箝位電路包括齊納二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣門控制系統(tǒng)，其特征在于，箝位電路包括雪崩場效應(yīng)晶體管(FET)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣門控制系統(tǒng)，其特征在于，第一晶體管和第二晶體管包括金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣門控制系統(tǒng)，其特征在于，其進(jìn)一步包括 傳感模塊，其響應(yīng)于事件感測廢氣門控制模塊的運(yùn)行參數(shù)；以及 配置模塊，其配置廢氣門控制模塊，以基于感測到的運(yùn)行參數(shù)在第一 PWM模式和第二PWM模式的一個(gè)中操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢氣門控制系統(tǒng)，其特征在于，傳感模塊感測電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣門控制系統(tǒng)，其特征在于，廢氣門控制系統(tǒng)以集成電路應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于電流控制的PWM型螺線管和開/關(guān)PWM型螺線管的廢氣門控制系統(tǒng)。廢氣門控制系統(tǒng)包括廢氣門控制模塊，其配置用來在第一PWM模式和第二PWM模式的一個(gè)中操作。第一晶體管包括連接到廢氣門控制模塊的控制終端，第一輸出終端，和第二輸出終端。箝位電路連接到第一晶體管的第一輸出終端和第二輸出終端。第二晶體管包括連接到廢氣門控制模塊的控制終端，第一輸出終端，和第二輸出終端。二極管具有連接到第一晶體管的第二輸出終端的陽極，和連接到第二晶體管的第一輸出終端的陰極。
文檔編號(hào)F02B37/18GK102797554SQ201210163438
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者N.J.卡爾維特, R.J.霍爾納, M.R.格賴姆斯 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司