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用于渦輪增壓器系統(tǒng)的空氣壓力控制系統(tǒng)和方法

文檔序號:5182597閱讀:574來源:國知局
專利名稱:用于渦輪增壓器系統(tǒng)的空氣壓力控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動機,更具體地,涉及控制由渦輪增壓器系統(tǒng)產(chǎn)生的空氣壓力。
背景技術(shù)
本文所提供的背景技術(shù)描述目的在于從總體上呈現(xiàn)本發(fā)明的背景。發(fā)明人的一部 分工作在背景技術(shù)部分中被描述,這部分內(nèi)容以及在提交申請時該描述中不另構(gòu)成現(xiàn)有技 術(shù)的方面,既不明確也不暗示地被承認(rèn)是破壞本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)燃燒空氣/燃料混合物以產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動扭矩。燃燒副產(chǎn) 物經(jīng)由排氣系統(tǒng)從車輛排出。來自排氣系統(tǒng)的排氣可由渦輪增壓器系統(tǒng)接收。渦輪增壓器 系統(tǒng)通過增加流向ICE的空氣流而增加了 ICE的扭矩輸出。渦輪增壓器系統(tǒng)基于排氣流率 壓縮和增加進(jìn)氣流。壓縮進(jìn)氣經(jīng)由進(jìn)氣歧管被吸入ICE的汽缸以用于燃燒目的。渦輪增壓器系統(tǒng)可為單級或多級系統(tǒng)。單級系統(tǒng)可包括單個渦輪機,其增加進(jìn)氣 歧管中的增壓壓力。多級系統(tǒng)可包括串聯(lián)布置的主渦輪機和副渦輪機。主渦輪機和副渦輪 機接收排氣并提供相應(yīng)壓縮級的空氣充量到進(jìn)氣歧管。作為多級系統(tǒng)的例子,排氣可以低發(fā)動機速度(例如小于3000rpm)流經(jīng)主渦輪 機。排氣流能夠增加主渦輪機中的增壓壓力。增壓壓力隨發(fā)動機速度增加而增加。增壓壓 力可通過打開旁通閥(BPV)來控制。例如,當(dāng)增壓壓力大于預(yù)定閾值時,BPV可被打開以允 許排氣繞過主渦輪機。來自主渦輪機的壓縮排氣可被引導(dǎo)至副渦輪機。副渦輪機以高發(fā)動機速度(例 如,大于3000rpm)以比主渦輪機更大的增壓壓力操作。副渦輪機內(nèi)的增壓壓力可通過打開 廢氣門來控制。例如,廢氣門可被打開以允許排氣繞過副渦輪機以減小壓力。經(jīng)由BPV和/或廢氣門減小增壓壓力能夠?qū)е逻M(jìn)氣歧管中的壓降。發(fā)動機控制 系統(tǒng)可通過維持節(jié)氣門位置或通過增加節(jié)氣門打開度以增加流入發(fā)動機汽缸的空氣流量 從而補償該壓降。這種補償可能導(dǎo)致車輛加速度的增加。車輛加速度的增加指的是顛簸 (sail-on)狀況。顛簸狀況可能增加排氣排放;導(dǎo)致發(fā)動機不穩(wěn)定;和/或降低燃料經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中,提供了一種用于具有渦輪增壓器系統(tǒng)的發(fā)動機的系統(tǒng),其包括 變化率(rate)確定模塊、極限變化率選擇模塊、節(jié)氣門進(jìn)口絕對壓力(TIAP)計算模塊、和 節(jié)氣門控制模塊。變化率確定模塊基于來自TIAP傳感器的當(dāng)前TIAP信號和之前的TIAP 信號之間的壓差產(chǎn)生壓力變化率值。極限變化率選擇模塊基于該壓力變化率值選擇極限變 化率。TIAP計算模塊基于極限變化率和當(dāng)前TIAP信號產(chǎn)生計算的TIAP信號。節(jié)氣門控制 模塊基于計算的TIAP信號產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號,并基于節(jié)氣門控制信號致動發(fā)動機的進(jìn) 口節(jié)氣門閥(ITV)。在其他特征中,提供了一種控制具有渦輪增壓器系統(tǒng)的發(fā)動機內(nèi)的空氣壓力的方 法。該方法包括基于來自TIAP傳感器的當(dāng)前TIAP信號和之前的TIAP信號之間的壓差產(chǎn)生壓力變化率值。基于該壓力變化率值選擇極限變化率?;跇O限變化率和當(dāng)前TIAP信 號產(chǎn)生計算的TIAP信號?;谟嬎愕腡IAP信號產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號。基于節(jié)氣門控制信 號致動發(fā)動機的ITV。本發(fā)明還包括以下方案方案1. 一種用于具有渦輪增壓器系統(tǒng)的發(fā)動機的控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)包括變化率確定模塊,其基于來自節(jié)氣門進(jìn)口絕對壓力TIAP傳感器的當(dāng)前節(jié)氣門進(jìn) 口絕對壓力TIAP信號和之前TIAP信號之間的壓差來產(chǎn)生壓力變化率值;極限變化率選擇模塊,其基于所述壓力變化率值來選擇極限變化率;TIAP計算模塊,其基于所述極限變化率和所述當(dāng)前TIAP信號產(chǎn)生計算的TIAP信 號;以及節(jié)氣門控制模塊,其基于所述計算的TIAP信號產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號,并基于所述 節(jié)氣門控制信號致動所述發(fā)動機的進(jìn)口節(jié)氣門閥ITV。方案2.如方案1所述的控制系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括廢氣門和旁通閥BPV監(jiān)控模塊,其基于所述渦輪增壓器系統(tǒng)的BPV和廢氣門中的 至少一個的打開而產(chǎn)生狀態(tài)信號;TIAP信號監(jiān)控模塊,其以預(yù)定采樣間隔反復(fù)地采樣所述當(dāng)前TIAP信號;以及最小值檢查模塊,其基于來自進(jìn)氣歧管絕對壓力MAP傳感器的進(jìn)氣歧管絕對壓力 MAP信號和來自渦輪增壓器進(jìn)口絕對壓力TCIAP傳感器的渦輪增壓器進(jìn)口絕對壓力TCIAP 信號檢測所述計算的TIAP信號的最小值;其中,所述TCIAP信號表示所述渦輪增壓器系統(tǒng)上游的絕對壓力,所述MAP信號表 示所述發(fā)動機的進(jìn)氣歧管內(nèi)的絕對壓力。方案3.如方案1所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述壓力變化率值表示所述當(dāng)前 TIAP信號是正在增加和正在減小中的一種;其中,所述當(dāng)前TIAP信號表示所述ITV上游的絕對壓力,以及其中,所述TIAP傳感器定位于所述渦輪增壓器系統(tǒng)和所述ITV之間。方案4.如方案1所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述渦輪增壓器系統(tǒng)包括BPV和 廢氣門中的至少一個;其中,當(dāng)所述渦輪增壓器系統(tǒng)的增壓壓力大于預(yù)定閾值時,所述BPV和所述廢氣 門中的至少一個被打開。方案5.如方案2所述的控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述計算的TIAP信號小于或等 于具有所述第一偏移的所述MAP信號時,所述最小值檢查模塊將第一臨時變量設(shè)定為具有 與所述MAP傳感器相關(guān)聯(lián)的第一偏移的所述MAP信號;其中,當(dāng)所述計算的TIAP信號小于或等于具有所述第二偏移的所述TCIAP信號 時,所述最小值檢查模塊將第二臨時變量設(shè)定為具有與所述TCIAP傳感器相關(guān)聯(lián)的第二偏 移的所述TCIAP信號;以及其中,當(dāng)所述第一臨時變量和所述第二臨時變量都不等于0時,所述最小值檢查 模塊將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述第一臨時變量和所述第二臨時變量中較大的一 個。方案6.如方案1所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述極限變化率選擇模塊從增加極限變化率和M個減小極限變化率中的一個選擇所述極限變化率,其中M是大于1的整數(shù)。方案7.如方案1所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述極限變化率選擇模塊從增加 極限變化率,第一減小極限變化率,第二減小極限變化率,和第三減小極限變化率中的一個 來選擇所述極限變化率;以及其中,所述第二減小極限變化率大于所述第一減小極限變化率和第三減小極限變 化率,所述第三減小極限變化率大于或等于所述第一減小極限變化率。方案8.如方案7所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述TIAP計算模塊在第一時間段 期間將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述當(dāng)前TIAP信號,并使所述計算的TIAP信號通過所 述增加極限變化率來增加;其中,所述TIAP計算模塊在第二時間段期間將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述 當(dāng)前TIAP信號,并使所述計算的TIAP信號通過所述第一減小極限變化率來減??;以及其中,所述第一時間段在所述第二時間段之前。方案9.如方案7所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述TIAP計算模塊在第一時間段 期間將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述當(dāng)前TIAP信號,并使所述計算的TIAP信號通過所 述第二減小極限變化率來減小;其中,所述TIAP計算模塊在第二時間段期間將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述 當(dāng)前TIAP信號,并使所述計算的TIAP信號通過所述第三減小極限變化率來減??;以及其中,所述第一時間段在所述第二時間段之前。方案10.如方案7所述的控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述當(dāng)前TIAP信號正在增加 并且所述BPV和所述廢氣門關(guān)閉時,所述極限變化率選擇模塊選擇所述增加極限變化率; 以及其中,當(dāng)所述當(dāng)前TIAP信號正在減小并且所述BPV和所述廢氣門關(guān)閉時,所述極 限變化率選擇模塊選擇所述第一減小極限變化率。方案11.如方案7所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述TIAP信號監(jiān)控模塊基于所 述極限變化率將所述當(dāng)前TIAP信號的樣本數(shù)量限制為N個樣本,其中N是大于1的整數(shù),其中,當(dāng)所述TIAP信號監(jiān)控模塊采樣所述當(dāng)前TIAP信號時,所述TIAP信號監(jiān)控 模塊使檢測計數(shù)器遞增1。方案12.如方案11所述的控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述BPV和所述廢氣門中的 至少一個被打開,所述檢測計數(shù)器小于或等于N,和所述壓力變化率值大于或等于所述第三 減小極限變化率時,所述極限變化率選擇模塊選擇所述第二減小極限變化率。方案13.如方案11所述的控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述BPV和所述廢氣門中的 至少一個被打開,所述檢測計數(shù)器小于或等于N,和所述壓力變化率值小于所述第三減小極 限變化率時,所述極限變化率選擇模塊選擇所述第三減小極限變化率;以及其中,當(dāng)所述BPV和所述廢氣門中的至少一個被打開和所述檢測計數(shù)器大于N時, 所述極限變化率選擇模塊選擇所述第三減小極限變化率。方案14. 一種控制具有渦輪增壓器系統(tǒng)的發(fā)動機內(nèi)的空氣壓力的方法,包括基于來自節(jié)氣門進(jìn)口絕對壓力TIAP傳感器的當(dāng)前節(jié)氣門進(jìn)口絕對壓力TIAP信號 和之前TIAP信號之間的壓差來產(chǎn)生壓力變化率值;基于所述壓力變化率值選擇極限變化率;
基于所述極限變化率和所述當(dāng)前TIAP信號來產(chǎn)生計算的TIAP信號;基于所述計算的TIAP信號來產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號;以及基于所述節(jié)氣門控制信號來致動所述發(fā)動機的進(jìn)口節(jié)氣門閥ITV。方案15.如方案14所述的方法,其特征在于,進(jìn)一步包括基于所述渦輪增壓器系統(tǒng)的旁通閥BPV和廢氣門中的至少一個的打開來產(chǎn)生狀 態(tài)信號;以預(yù)定采樣間隔反復(fù)地采樣所述當(dāng)前TIAP信號;基于來自進(jìn)氣歧管絕對壓力MAP傳感器的進(jìn)氣歧管絕對壓力MAP信號和來自渦輪 增壓器進(jìn)口絕對壓力TCIAP傳感器的渦輪增壓器進(jìn)口絕對壓力TCIAP信號來檢測所述計算 的TIAP信號的最小值;經(jīng)由所述TCIAP信號指示所述發(fā)動機的所述渦輪增壓器系統(tǒng)上游的絕對壓力;經(jīng)由所述MAP信號指示所述發(fā)動機的進(jìn)氣歧管內(nèi)的絕對壓力;經(jīng)由所述壓力變化率值指示所述當(dāng)前TIAP信號是正在增加和正在減小中的一 種;經(jīng)由所述當(dāng)前TIAP信號指示所述ITV上游的絕對壓力;以及將所述TIAP傳感器定位在所述渦輪增壓器系統(tǒng)和所述ITV之間。方案16.如方案15所述的方法,其特征在于,進(jìn)一步包括包括用于所述渦輪增壓器系統(tǒng)的旁通閥BPV和廢氣門中的至少一個;以及當(dāng)所述渦輪增壓器系統(tǒng)的增壓壓力大于預(yù)定閾值時,打開所述BPV和所述廢氣門 中的至少一個。方案17.如方案15所述的方法,其特征在于,進(jìn)一步包括當(dāng)所述計算的TIAP信號小于或等于具有所述第一偏移的所述MAP信號時,將第一 臨時變量設(shè)定為具有與所述MAP傳感器相關(guān)聯(lián)的第一偏移的所述MAP信號;當(dāng)所述計算的TIAP信號小于或等于具有所述第二偏移的所述TCIAP信號時,將第 二臨時變量設(shè)定為具有與所述TCIAP傳感器相關(guān)聯(lián)的第二偏移的所述TCIAP信號;以及當(dāng)所述第一臨時變量和所述第二臨時變量都不等于0時,將所述計算的TIAP信號 設(shè)定為所述第一臨時變量和所述第二臨時變量中較大的一個。方案18.如方案15所述的方法,其特征在于,進(jìn)一步包括從增加極限變化率、第一減小極限變化率、第二減小極限變化率、和第三減小極限 變化率中的一個選擇所述極限變化率;其中,所述第二減小極限變化率大于所述第一減小極限變化率和第三減小極限變 化率,且所述第三減小極限變化率大于或等于所述第一減小極限變化率;當(dāng)選擇所述第二減小極限變化率時,將所述當(dāng)前TIAP信號的樣本數(shù)量限制為N個 樣本,其中N是大于1的整數(shù);以及當(dāng)采樣所述當(dāng)前TIAP信號時,使所述檢測計數(shù)器遞增1。方案19.如方案18所述的方法,其特征在于,進(jìn)一步包括在第一時間段期間將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述當(dāng)前TIAP信號,并使所述 計算的TIAP信號通過所述增加極限變化率來增加;在第二時間段期間將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述當(dāng)前TIAP信號,并使所述計算的TIAP信號通過所述第一減小極限變化率來減小;在第二時間段期間將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述當(dāng)前TIAP信號,并使所述 計算的TIAP信號通過所述第二減小極限變化率來減??;以及在第二時間段期間將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述當(dāng)前TIAP信號,并使所述 計算的TIAP信號通過所述第三減小極限變化率來減?。黄渲?,所述第一時間段在所述第二時間段之前。方案20.如方案18所述的方法,其特征在于,進(jìn)一步包括當(dāng)所述當(dāng)前TIAP信號正在增加且所述BPV和所述廢氣門關(guān)閉時,選擇所述增加極 限變化率;當(dāng)所述當(dāng)前TIAP信號正在減小且所述BPV和所述廢氣門關(guān)閉時,選擇所述第一減 小極限變化率;當(dāng)所述BPV和所述廢氣門中的至少一個被打開,所述檢測計數(shù)器小于或等于N, 和所述壓力變化率值大于或等于所述第三減小極限變化率時,選擇所述第二減小極限變化 率;當(dāng)所述BPV和所述廢氣門中的至少一個被打開,所述檢測計數(shù)器小于或等于N,和 所述壓力變化率值小于所述第三減小極限變化率時,選擇所述第三減小極限變化率;以及當(dāng)所述BPV和所述廢氣門中的至少一個被打開和所述檢測計數(shù)器大于N時,選擇 所述第三減小極限變化率。通過后文提供的詳細(xì)描述將明了本發(fā)明更多的應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)理解的是,這些詳 細(xì)描述和特定示例僅僅用于說明的目的,而并不旨在限制本發(fā)明的范圍。


根據(jù)詳細(xì)描述和附圖,本發(fā)明將得到更加全面的理解,附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性發(fā)動機控制系統(tǒng)的功能框圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的節(jié)氣門控制系統(tǒng)的功能框圖;圖3A-3D示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的對節(jié)氣門前的進(jìn)氣壓力進(jìn)行控制的方法;以 及圖4是渦輪增壓的發(fā)動機的第一節(jié)氣門進(jìn)口絕對壓力(TIAP)信號和不帶渦輪增 壓器的發(fā)動機的第二 TIAP信號的示例性曲線圖;以及圖5是常規(guī)TIAP信號和由本發(fā)明系統(tǒng)產(chǎn)生的TIAP信號的示例性曲線圖。
具體實施例方式下面的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的,并不試圖以任何方式限制本發(fā)明、其應(yīng)用或 用途。為了清楚起見,在附圖中將使用相同附圖標(biāo)記來表示相似元件。如本文所使用的,短 語“A、B和C中的至少一個”應(yīng)當(dāng)解釋為指的是使用了非排他性邏輯“或”的邏輯“A或者B 或者C”的含義。應(yīng)當(dāng)理解的是,在不改變本發(fā)明原理的情況下,方法內(nèi)的步驟可按照不同 順序執(zhí)行。如本文所使用的,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(共用處理器、專用處理器或組處理器)和存儲器、組合邏輯電路和/或提供所述功能的其他適合部件。另外,盡管下面的實施例主要關(guān)于示例的內(nèi)燃發(fā)動機描述,本發(fā)明可應(yīng)用于其他 發(fā)動機。例如,本發(fā)明可應(yīng)用于壓縮點火式發(fā)動機、火花點火式發(fā)動機、均質(zhì)火花點火式 發(fā)動機、均質(zhì)充量壓縮點火式發(fā)動機、分層火花點火式發(fā)動機、和火花輔助壓縮點火式發(fā)動 機。發(fā)動機可構(gòu)造有渦輪增壓器以調(diào)節(jié)供給到發(fā)動機汽缸的氣流。渦輪增壓器使用來 自排氣流的能量增壓進(jìn)氣歧管中的空氣壓力。排氣流可由多個控制致動器控制,例如廢氣 門和旁通閥(BPV)。廢氣門和/或BPV可被打開以減小節(jié)氣門前的進(jìn)氣壓力。這種空氣壓 力中的減小能夠?qū)е鹿?jié)氣門前的壓降。發(fā)動機控制系統(tǒng)可通過控制進(jìn)氣節(jié)氣門閥(ITV)的位置來補償節(jié)氣門前的壓降。 ITV被用來基于來自TIAP傳感器的節(jié)氣門進(jìn)口絕對壓力(TIAP)信號來調(diào)節(jié)供給到汽缸的 節(jié)氣門前進(jìn)氣量。TIAP傳感器產(chǎn)生TIAP信號,其表示ITV上游的絕對壓力。顛簸狀況可能 由于節(jié)氣門前的進(jìn)氣流的非線性特征而產(chǎn)生。此處公開的實施例最小化了顛簸狀況的持續(xù) 時間和/或防止了顛簸狀況。在圖1中,示出了車輛的示例性發(fā)動機控制系統(tǒng)10。發(fā)動機控制系統(tǒng)10可包括發(fā) 動機12和氣流控制系統(tǒng)14。發(fā)動機12燃燒空氣/燃料混合物,以基于發(fā)動機操作參數(shù)、使 用者輸入、和環(huán)境狀況產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動扭矩。氣流控制系統(tǒng)14可包括節(jié)氣門控制系統(tǒng)16和渦輪增壓器系統(tǒng)18。節(jié)氣門控制系 統(tǒng)16可包括發(fā)動機控制模塊(ECM) 20、ITV 22、節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 24、和TIAP傳感器 26。ECM 20可包括TIAP安全控制模塊觀和節(jié)氣門控制模塊30。TIAP安全控制模塊28基于來自TIAP傳感器沈的當(dāng)前TIAP信號TIAP。·協(xié)調(diào)對 ITV 22的控制。TIAP安全控制模塊觀基于當(dāng)前TIAP信號TIAPam控制節(jié)氣門前的進(jìn)氣 量。TIAP傳感器沈產(chǎn)生當(dāng)前TIAP信號TIAPeumi,其表示ITV 22上游的絕對壓力。節(jié)氣門控制模塊30基于來自TIAP安全控制模塊觀的計算的TIAP信號TIAPqm 控制ITV 22的打開和關(guān)閉。節(jié)氣門控制模塊30可使用一個或多個TPS 24監(jiān)控ITV 22的 位置。TPS M產(chǎn)生節(jié)氣門位置信號TPS,其表示ITV 22中節(jié)氣門葉片32的位置。圖2示 出了 TIAP安全控制模塊觀和節(jié)氣門控制模塊30的例子。渦輪增壓器系統(tǒng)18接收排氣并提供壓縮的空氣充量到進(jìn)氣歧管34。渦輪增壓器 系統(tǒng)18可包括BPV 36和廢氣門38,以控制供給到進(jìn)氣歧管34的空氣量。BPV 36和/或 廢氣門38可由ECM 20被動地(例如,經(jīng)由真空驅(qū)動閥)或主動地(例如,經(jīng)由電子節(jié)氣門 控制器)致動。BPV 36和/或廢氣門38可用于防止渦輪增壓器系統(tǒng)18中的增壓壓力積累到大于 預(yù)定閾值。例如,ECM 20可通過控制渦輪增壓器系統(tǒng)18中的BPV 36和/或廢氣門38的 位置來調(diào)整增壓壓力。盡管圖1示出了雙級渦輪增壓器系統(tǒng),但是本發(fā)明可應(yīng)用于其他類 型的渦輪增壓器系統(tǒng)。在發(fā)動機工作期間,空氣經(jīng)由空氣過濾器40被接收并行進(jìn)經(jīng)過渦輪增壓器進(jìn)口 絕對壓力(TCIAP)傳感器42、渦輪增壓器系統(tǒng)18、TIAP傳感器沈、和ITV 22。TCIAP傳感 器42產(chǎn)生TCIAP信號TurboIAP,其表示渦輪增壓器系統(tǒng)18上游的絕對壓力。空氣被吸入 進(jìn)氣歧管34。進(jìn)氣歧管34內(nèi)的空氣被分配到汽缸40內(nèi)。進(jìn)氣歧管絕對壓力(MAP)傳感器46檢測進(jìn)氣歧管34內(nèi)的空氣壓力并產(chǎn)生MAP信號IMAP。盡管圖1示出了六個汽缸,但發(fā) 動機12可包括任意數(shù)量的汽缸44。燃料經(jīng)由燃料軌48、50被提供,并與被吸入汽缸44的空氣混合。盡管示出了汽油 供能的內(nèi)燃發(fā)動機,但是此處公開的實施例可應(yīng)用于柴油發(fā)動機或替代燃料源的發(fā)動機。 空氣/燃料混合物在汽缸44內(nèi)被壓縮并且被點燃以產(chǎn)生發(fā)動機12的驅(qū)動扭矩。發(fā)動機速度傳感器52產(chǎn)生發(fā)動機速度信號RPM,其以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)為單位來 表示發(fā)動機12的速度。汽缸44內(nèi)的燃燒排氣經(jīng)由排氣歧管M、56被排出。排氣行進(jìn)經(jīng)過 排氣導(dǎo)管58、60并被引導(dǎo)至渦輪增壓器系統(tǒng)18。渦輪增壓器系統(tǒng)18可包括主渦輪增壓器62和副渦輪增壓器64。主渦輪增壓器 62可包括可變幾何渦輪(VGT) 66和高壓壓縮機(HPC) 68。當(dāng)排氣流經(jīng)VGT 66時,HPC 68旋 轉(zhuǎn)并迫使空氣進(jìn)入汽缸44。VGT 66可具有一組可運動的葉片(未示出),以控制流經(jīng)主渦 輪增壓器62的排氣壓力。例如,當(dāng)排氣流量較低時,葉片部分關(guān)閉以增加主渦輪增壓器62 的速度。隨著發(fā)動機速度增加,葉片可打開以減小主渦輪增壓器62的速度。副渦輪增壓器64可包括固定幾何渦輪(TOT) 70和低壓壓縮機(LPC) 72。經(jīng)過TOT 70的排氣導(dǎo)致LPC 72旋轉(zhuǎn)并且對空氣進(jìn)行壓縮。排氣從排氣歧管M、56流入VGT 66,然 后經(jīng)過TOT 70。隨著發(fā)動機速度增加和VGT 66中增壓壓力升高,BPV 36可被打開以允許 排氣流經(jīng)TOT 70。類似地,當(dāng)TOT 70中增壓壓力大于預(yù)定閾值時,廢氣門38可被打開以允 許排氣繞過TOT 70。壓縮機旁通閥(CBPV) 74可與BPV 36協(xié)同工作。在另一個實施例中, CBPV 74和BPV 36可獨立地工作。CBPV 74防止HPC 68旋轉(zhuǎn)得快于預(yù)定速度。在圖2中,示出了節(jié)氣門控制系統(tǒng)16。節(jié)氣門控制系統(tǒng)16可包括TIAP安全控 制模塊觀和節(jié)氣門控制模塊30。TIAP安全控制模塊觀可包括廢氣門和BPV監(jiān)控模塊 202、TIAP信號監(jiān)控模塊204、變化率確定模塊206、極限變化率選擇模塊208、TIAP計算模 塊210、和最小值檢查模塊212。廢氣門和BPV監(jiān)控模塊202可監(jiān)控BPV 36和廢氣門38并產(chǎn)生狀態(tài)信號STAT,其 為BPV 36和廢氣門38之一是否打開的“真(TRUE)”或“假(FALSE)”的指示。TIAP信號監(jiān) 控模塊204可以預(yù)定采樣間隔來反復(fù)地檢測(即,采樣)來自TIAP傳感器沈的當(dāng)前TIAP 信號ΤΙΑΡ。υκκ。例如,采樣間隔可為12. 5毫秒的時間段。變化率確定模塊206能夠以預(yù)定采 樣間隔來接收當(dāng)前TIAP信號TIAPam并產(chǎn)生當(dāng)前TIAP信號TIAP_的壓力變化率值PRV。壓力變化率值PRV指的是預(yù)定時間段上的空氣壓力變化的速度(例如,7kPa/12. 5 毫秒)。壓力變化率值PRV可基于當(dāng)前TIAP信號和預(yù)定采樣間隔之前產(chǎn)生的之前TIAP信 號之間的壓差來確定。例如,當(dāng)前壓力(例如,IOkPa)可從之前的壓力(例如,13kPa)中減 去,以產(chǎn)生壓力變化率值PRV(例如,+3kPa/12.5毫秒),所述之前的壓力在之前間隔(例 如,之前的12.5毫秒)期間被檢測。來自計時器214的時鐘信號CLK可用于檢測預(yù)定采樣 間隔的開始和結(jié)束時間。極限變化率選擇模塊208可基于壓力變化率值PRV、狀態(tài)信號STAT和檢測計數(shù)器 216選擇極限變化率LR。極限變化率LR指的是計算的TIAP信號TIAPqm中的最大允許壓 力變化。例如,計算的TIAP信號TIAPqm中的壓力變化可被限制為112kPa/秒。極限變化率LR可從增加極限變化率220和一組M個減小極限變化率221中選擇, 其中M是大于1的整數(shù)。作為例子,極限變化率LR可從增加極限變化率220和一組三個減小極限變化率222-226中選擇。極限變化率LR可為增加極限變化率220、第一減小極限變 化率222、第二減小極限變化率2M和第三減小極限變化率226中的一個。第二減小極限變化率2M可大于第一和第三減小極限變化率222、226,而第三減 小極限變化率2 可大于或等于第一減小極限變化率222。例如,第二減小極限變化率2M 可被設(shè)定為112kPa/秒,而第一和第三減小極限變化率222、2沈可被設(shè)定為IkPa/秒。極 限變化率220-2 可被校準(zhǔn)并存儲在存儲器218中。極限變化率LR可用于確定計算的TIAP信號TIAPqm的增加或減小的壓力變化率 值PRV。例如,第二減小極限變化率2M可將壓力變化率值PRV限制到第一預(yù)定壓力變化率 (例如,112kPa/秒)。類似地,第三減小極限變化率2 可將壓力變化率值PRV限制到第二 預(yù)定壓力變化率(例如,IkPa/秒)。這表示使用第二減小極限變化率2M計算的TIAP信 號TIAPqm比使用第三減小極限變化率2 減小得更快。這些極限變化率的其他例子參照 圖3A-3D的實施例描述。當(dāng)選擇第二減小極限變化率2M時,當(dāng)前TIAP信號TIAP·的多個檢測(即,樣 本)可被限制為N個樣本。N是大于1的整數(shù)。檢測計數(shù)器216可被存儲在存儲器218中 并用于對樣本的數(shù)量計數(shù)。TIAP計算模塊210可基于極限變化率LR和當(dāng)前TIAP信號TIAPam產(chǎn)生計算的 TIAP信號ΤΙΑΡ_。例如,計算的TIAP信號ΤΙΑΡ·可最初設(shè)定為當(dāng)前TIAP信號TIAPcukk 的相等值。TIAP計算模塊210可基于極限變化率LR增加或減小計算的TIAP信號TIAPCg。最小值檢查模塊212可檢測計算的TIAP信號TIAPqm的最小值,并基于MAP信號 IMAP和TCIAP信號TurboIAP產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的計算的TIAP信號TIAPMIN。最小值可被設(shè)定為MAP 信號IMAP和TCIAP信號TurboIAP中較大的一個。MAP信號IMAP和TCIAP信號TurboIAP 可偏移以校準(zhǔn)的偏移值。作為例子,校準(zhǔn)的偏移值可設(shè)定為等于l_2kPa。校準(zhǔn)的偏移值可 基于例如,電壓以及MAP和TCIAP傳感器42、46的當(dāng)前變化、傳感器敏感度、傳感器位置和 /或儀器噪音來確定。節(jié)氣門控制模塊30可接收經(jīng)調(diào)節(jié)的計算的TIAP信號TIAPmin,并基于經(jīng)調(diào)節(jié)的計 算的TIAP信號TIAPmin產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號THR。節(jié)氣門控制模塊30可基于節(jié)氣門控制信 號THR致動ITV 22。節(jié)氣門控制模塊30可通過基于節(jié)氣門控制信號THR來調(diào)節(jié)ITV 22, 從而控制發(fā)動機12的扭矩輸出。在圖3A-3D中,示出了對節(jié)氣門前的進(jìn)氣壓力進(jìn)行控制的示例性方法。盡管下列 步驟主要關(guān)于圖1-2的實施例描述,但是這些步驟可修改,以應(yīng)用于本發(fā)明的其他實施例。 圖1的TIAP安全控制模塊觀可進(jìn)行并提供關(guān)于下列步驟302-352的控制。方法開始于300。在步驟302,TIAP信號監(jiān)控模塊204可從TIAP傳感器沈接收 當(dāng)前TIAP信號TIAP。 。在步驟304,TIAP計算模塊210可初始地產(chǎn)生計算的TIAP信號 TIAPcalc,并設(shè)定計算的TIAP信號TIAP·為當(dāng)前TIAP信號TIAPail^當(dāng)前的和計算的TIAP 信號TIAP。UKK、TIAPcalc可具有相等的初始值。在步驟306,TIAP信號監(jiān)控模塊204可初始地將存儲器218中的檢測計數(shù)器216 重設(shè)為0。在步驟308,廢氣門和BPV監(jiān)控模塊202可產(chǎn)生狀態(tài)信號STAT。當(dāng)狀態(tài)信號STAT 為“真”時控制程序可進(jìn)行到步驟310,否則控制程序可進(jìn)行到步驟312。在步驟310,TIAP 信號監(jiān)控模塊204可檢測當(dāng)前TIAP信號TIAPam并使檢測計數(shù)器216遞增1。
在步驟312,變化率確定模塊206能夠以預(yù)定采樣間隔(例如,12. 5毫秒)從TIAP 信號監(jiān)控模塊204接收當(dāng)前TIAP信號TIAPai,變化率確定模塊206可產(chǎn)生當(dāng)前TIAP信 號TIAPam的壓力變化率值PRV。壓力變化率值PRV可基于當(dāng)前TIAP信號和在預(yù)定采樣間 隔前產(chǎn)生的之前TIAP信號之間的壓差來確定。例如,可從之前TIAP信號(例如,IOkPa)中減去當(dāng)前TIAP信號(例如,13kPa)以 產(chǎn)生-3kPa/12. 5毫秒的壓力變化率值PRV。僅作為示例,負(fù)壓力變化率值可表示當(dāng)前TIAP 信號TIAPam在增加。類似地,正壓力變化率值可表示當(dāng)前TIAP信號TIAPam在減小。當(dāng) 壓力變化率值PRV表示當(dāng)前TIAP信號TIAPam在增加時,控制程序可進(jìn)行到步驟314,否則 控制程序可進(jìn)行到步驟316?,F(xiàn)在還參照圖4,示出了不帶渦輪增壓器的發(fā)動機(即,非渦輪(或自然進(jìn)氣)發(fā) 動機)的第一 TIAP信號400和渦輪增壓的發(fā)動機(S卩,渦輪發(fā)動機)的第二 TIAP信號402 的示例性曲線圖。第一 TIAP信號400可在發(fā)動機操作期間保持恒定水平。第二 TIAP信號 402在渦輪增壓器增壓時間段期間可具有三角形廓形,例如在點A和B之間。在渦輪增壓器 增壓時間段期間,渦輪增壓器系統(tǒng)18為了增加發(fā)動機12的扭矩輸出而增加增壓壓力。點A標(biāo)志著渦輪增壓器增壓時間段的開始時間,點B標(biāo)志著渦輪增壓器增壓時間 段的結(jié)束時間。點C標(biāo)志著BPV 36和廢氣門38中的至少一個被打開以減小增壓壓力并由 此避免對發(fā)動機12的潛在硬件損害的時間(或時刻)。第二 TIAP信號402的第一段404 與進(jìn)氣歧管34中增加的空氣壓力相關(guān)聯(lián),并在點A和C之間具有由406標(biāo)記的第一持續(xù)時 間。第二 TIAP信號402的第二段408與減小的空氣壓力相關(guān)聯(lián),并在點C和B之間具有由 410標(biāo)記的第二持續(xù)時間。空氣壓力減小可導(dǎo)致點C和B之間和/或第二持續(xù)時間410期 間的顛簸狀況?,F(xiàn)在再次參照圖3A,在步驟314,當(dāng)滿足某些條件時,極限變化率選擇模塊208可 選擇增加極限變化率220作為極限變化率LR。增加極限變化率220的條件可包括壓力變 化率值PRV表示了當(dāng)前TIAP信號TIAPam正在增加且狀態(tài)信號STAT為“假”(S卩,BPV 36 和廢氣門38都關(guān)閉)。在步驟316,當(dāng)滿足某些條件時,極限變化率選擇模塊208可選擇第一減小極限變 化率222作為極限變化率LR。第一減小極限變化率222的條件可包括壓力變化率值PRV表 示當(dāng)前TIAP信號TIAPam正在減小且狀態(tài)信號STAT為“假”。現(xiàn)在還參照圖;3B,在步驟318,TIAP計算模塊210可基于極限變化率LR并通過增 加所述計算的TIAP信號TIAPqm而產(chǎn)生計算的TIAP信號TIAP·。例如,計算的TIAP信號 TIAPcalc可通過增加極限變化率220來增加。在步驟320,TIAP計算模塊210可基于極限變 化率LR并通過減小計算的TIAP信號TIAP·而產(chǎn)生計算的TIAP信號ΤΙΑΡ。Λ。。例如,計算 的TIAP信號TIAPqm可通過第一減小極限變化率222來減小。在步驟322,最小值檢查模塊212可檢測計算的TIAP信號TIAPqm的最小值,并基 于MAP信號IMAP和TCIAP信號TurboIAP產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)(或受條件約束(conditioned))的 計算的TIAP信號TIAPmin。在步驟324,節(jié)氣門控制模塊30基于計算的TIAP信號TIAPqm 產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號THR,并基于節(jié)氣門控制信號THR致動ITV 22?,F(xiàn)在還參照圖3C,示出了步驟322的示例性最小值檢查。在步驟380,最小值檢查 模塊212可從TCIAP和MAP傳感器42、46接收TCIAP和MAP信號iTurboIAP、IMAP。在步驟
12382,最小值檢查模塊212可將第一和第二臨時變量TIAPtempi和TIAPtemp2重設(shè)為0。在步驟384,當(dāng)計算的TIAP信號TIAPme小于或等于具有第一偏移Offsetl的MAP 信號IMAP時,最小值檢查模塊212可進(jìn)行到步驟386。第一偏移OfTsetl指的是MAP傳感器 46的校準(zhǔn)偏移值。在與計算的TIAP信號TIAPqm比較之前,可從MAP信號IMAP中減去第一 偏移Offsetl,以提供具有第一偏移Offsetl的MAP信號IMAP的第一值。當(dāng)計算的TIAP信 號TIAPqm小于或等于第一值時,最小值檢查模塊212可進(jìn)行到步驟386,否則最小值檢查 模塊212可進(jìn)行到步驟388。在步驟386,最小值檢查模塊212可將第一臨時變量TIAPtempi 設(shè)定為第一值。在步驟388,當(dāng)計算的TIAP信號TIAPqm小于或等于具有第二偏移0ffset2的 TCIAP信號TurboIAP時,最小值檢查模塊212可進(jìn)行到步驟390。第二偏移0ffSet2指的是 TCIAP傳感器42的校準(zhǔn)偏移值。在與計算的TIAP信號TIAPqm比較之前,可從TCIAP信號 TurboIAP中減去第二偏移0ffset2,以提供具有第二偏移0ffset2的TCIAP信號TurboIAP 的第二值。當(dāng)計算的TIAP信號TIAPqm小于或等于第二值時,最小值檢查模塊212可進(jìn)行 到步驟390,否則最小值檢查模塊212可進(jìn)行到步驟392。在步驟390,最小值檢查模塊212 可將第二臨時變量TIAPtemp2設(shè)定為第二值。在步驟392,當(dāng)?shù)谝慌R時變量TIAPtempi大于第二臨時變量TIAPtemp2時,最小值檢查 模塊212可進(jìn)行到步驟394,否則最小值檢查模塊212可進(jìn)行到步驟396。在步驟394,最小 值檢查模塊212可將計算的TIAP信號TIAPqm設(shè)定為第一臨時變量TIAPtemp1。在步驟396,當(dāng)?shù)诙R時變量TIAPtemp2不等于O時,最小值檢查模塊212可進(jìn)行到 步驟398,否則最小值檢查模塊212可結(jié)束,而不修改計算的TIAP信號ΤΙΑΡι。。在步驟398, 最小值檢查模塊212可將計算的TIAP信號TIAPqm設(shè)定為第二臨時變量TIAPTEMP2?,F(xiàn)在再次參照圖3Α,在步驟326,當(dāng)檢測計數(shù)器216大于N時,控制程序可進(jìn)行到 步驟328,否則控制程序可進(jìn)行到步驟330。N是當(dāng)應(yīng)用了第二減小極限變化率224時當(dāng)前 TIAP信號ΤΙΑΡ·的樣本的預(yù)定最大數(shù)量。N是大于1的整數(shù)。在步驟330,極限變化率選擇模塊208可基于時鐘信號CLK計算狀態(tài)信號STAT變 為“真”的時間和當(dāng)前時間之間的時間段。例如,極限變化率選擇模塊208可訪問計時器214 以接收當(dāng)BPV沈和廢氣門38之一被打開時的初始時間戳。計時器214將初始時間戳與基 于時鐘信號CLK的當(dāng)前時間戳相比較。當(dāng)該時間段大于預(yù)定最小時間段時,控制程序可進(jìn) 行到步驟332,否則控制程序可進(jìn)行到步驟334。在預(yù)定最小時間段期間,極限變化率選擇模塊208可選擇第二減小極限變化率 2 作為極限變化率LR。預(yù)定最小時間段還可用于穩(wěn)定ITV 22上游的空氣壓力。僅作為 示例,ITV 22上游的空氣壓力在預(yù)定最小時間段中可能為不穩(wěn)定的,這是因為當(dāng)BPV沈和 廢氣門38之一被打開時產(chǎn)生的排氣背壓的緣故。在步驟332,當(dāng)前TIAP信號TIAPam可由TIAP信號監(jiān)控模塊204檢測。變化率確 定模塊206可接收當(dāng)前TIAP信號TIAPam,并產(chǎn)生當(dāng)前TIAP信號TIAPam的壓力變化率值 PRV。壓力變化率值PRV可基于當(dāng)前TIAP信號和預(yù)定時間段前產(chǎn)生的之前TIAP信號之間 的壓差而產(chǎn)生。在當(dāng)前TIAP信號TIAPam的壓力變化率值PRV小于第三減小極限變化率 226時,控制程序可進(jìn)行到步驟328,否則控制程序可進(jìn)行到步驟334。在步驟328,當(dāng)滿足某些條件時,極限變化率選擇模塊208可選擇第三減小極限變化率2 作為極限變化率LR。第三減小極限變化率226的條件可包括狀態(tài)信號STAT為 “真”;當(dāng)前TIAP信號TIAP_的壓力變化率值PRV小于第三減小極限變化率226,或檢測計 數(shù)器216大于N。在步驟334,當(dāng)滿足某些條件時,極限變化率選擇模塊208可選擇第二減小極限變 化率2M作為極限變化率LR。第二減小極限變化率224的條件可包括狀態(tài)信號STAT為 “真”;當(dāng)前TIAP信號TIAP_的壓力變化率值PRV大于或等于第三減小極限變化率2 ;和 檢測計數(shù)器216小于或等于N?,F(xiàn)在還參照圖5,其示出了使用常規(guī)極限變化率的第一計算的TIAP信號500,當(dāng)前 TIAP信號502,和使用本發(fā)明極限變化率的第二計算的TIAP信號504的示例性曲線圖。信 號500、502、504可在點P開始減小。點P標(biāo)志著BPV 36和廢氣門38中的至少一個被打開 以減輕渦輪增壓器系統(tǒng)18中的空氣壓力的時刻。在渦輪增壓器增壓操作期間,空氣壓力可 在渦輪增壓器系統(tǒng)18中積累。顛簸狀況可由于BPV 36和/或廢氣門38的打開事件導(dǎo)致 的壓降而在點P處開始。第一計算的TIAP信號500可示出顛簸狀況在點P和T之間的時間段期間繼續(xù)。 點τ標(biāo)志著第一計算的TIAP信號500的顛簸狀況的結(jié)束時間。當(dāng)前TIAP信號502可表示 BPV 36和廢氣門38之一中的環(huán)境空氣壓力。BPV 36和/或廢氣門38的環(huán)境空氣壓力可 在點P處開始減小,并繼續(xù)減小直到點S。點S標(biāo)志著環(huán)境空氣壓力穩(wěn)定在壓力Xl的時刻。 壓力Xl可等于具有相應(yīng)的校準(zhǔn)偏移的MAP信號IMAP和/或TCIAP信號TurboIAP。第二計算的TIAP信號504可示出顛簸狀況在點P和R之間的時間段期間繼續(xù)。 點R標(biāo)志著第二計算的TIAP信號504的顛簸狀況的結(jié)束時間。第二和第三減小極限變化 率224、226的應(yīng)用減小了顛簸狀況的持續(xù)時間。這由點R和T之間的時間減小量(由506 標(biāo)記)表示。相比之下,常規(guī)極限變化率的應(yīng)用可增加顛簸狀況的時間段。第二和第三減 小極限變化率224,226分別在時間段508期間(點P和Q之間的時間)和時間段510期間 (點Q和R之間的時間)被應(yīng)用。點0 ,Χ2)與當(dāng)前TIAP信號502的壓力變化率值PRV何時小于第三減小極限變化 率2 和/或檢測計數(shù)器216何時大于N相關(guān)聯(lián)。第三減小極限變化率2 可在點0 ,Χ2) 處應(yīng)用,并繼續(xù)應(yīng)用直到點R的時間。盡管此處描述了檢測計數(shù)器216,但是檢測計時器也 可實施,以在時間段508期間限制第二減小極限變化率224的應(yīng)用?,F(xiàn)在還參照圖3D,在步驟340,TIAP計算模塊210可基于極限變化率LR通過減小 計算的TIAP信號TIAPqm產(chǎn)生計算的TIAP信號ΤΙΑΡ_。例如,計算的TIAP信號TIAPqm 可通過第三減小極限變化率2 來減小。在步驟342,最小值檢查模塊212可檢測計算的 TIAP信號TIAPqm的最小值,并基于MAP信號IMAP和TCIAP信號TurboIAP產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的 計算的TIAP信號TIAPmin。在步驟344,節(jié)氣門控制模塊30基于計算的TIAP信號TIAPqm 產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號THR,并基于節(jié)氣門控制信號THR致動ITV 22。在步驟346,當(dāng)計算的TIAP信號TIAPqm等于第一和第二臨時變量TIAPtempi、 TIAPtemp2之一時,控制程序可進(jìn)行到步驟302,否則控制程序可返回到步驟340。如圖3C所 示,計算的TIAP信號TIAP·的最小值可被限制為第一和第二臨時變量TIAPtemp1、TIAPtemp2 之一。第一和第二臨時變量TIAPtemp1、TIAPtemp2基于具有相應(yīng)的校準(zhǔn)偏移的MAP信號IMAP 和TCIAP信號TurboIAP確定。
在步驟350,TIAP計算模塊210可基于極限變化率LR且通過減小計算的TIAP信 號TIAPqm產(chǎn)生計算的TIAP信號ΤΙΑΡι。。例如,計算的TIAP信號TIAPqm可通過第二減小 極限變化率2M來減小。在步驟352,最小值檢查模塊212可檢測計算的TIAP信號TIAPqm的最小值,并基 于MAP信號IMAP和TCIAP信號TurboIAP產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的計算的TIAP信號TIAPMIN。在步驟 354,節(jié)氣門控制模塊30基于計算的TIAP信號TIAPqm產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號THR,并基于節(jié) 氣門控制信號THR致動ITV 22。上述步驟應(yīng)當(dāng)作為示例性例子;這些步驟可取決于應(yīng)用而在重疊時間段期間順序 地、同步地、同時地、連續(xù)地執(zhí)行,或者按照不同順序執(zhí)行。本發(fā)明的廣泛教導(dǎo)可按照多種形式實施。因此,盡管本發(fā)明包括了具體示例,但本 發(fā)明的真實范圍卻不應(yīng)當(dāng)限于這些具體示例,因為本領(lǐng)域技術(shù)人員在研究了附圖、說明書 和所附權(quán)利要求后將會明白其他的修改。
權(quán)利要求
1.一種用于具有渦輪增壓器系統(tǒng)的發(fā)動機的控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)包括變化率確定模塊,其基于來自節(jié)氣門進(jìn)口絕對壓力TIAP傳感器的當(dāng)前節(jié)氣門進(jìn)口絕 對壓力TIAP信號和之前TIAP信號之間的壓差來產(chǎn)生壓力變化率值; 極限變化率選擇模塊,其基于所述壓力變化率值來選擇極限變化率; TIAP計算模塊,其基于所述極限變化率和所述當(dāng)前TIAP信號產(chǎn)生計算的TIAP信號;以及節(jié)氣門控制模塊,其基于所述計算的TIAP信號產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號,并基于所述節(jié)氣 門控制信號致動所述發(fā)動機的進(jìn)口節(jié)氣門閥ITV。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括廢氣門和旁通閥BPV監(jiān)控模塊,其基于所述渦輪增壓器系統(tǒng)的BPV和廢氣門中的至少 一個的打開而產(chǎn)生狀態(tài)信號;TIAP信號監(jiān)控模塊,其以預(yù)定采樣間隔反復(fù)地采樣所述當(dāng)前TIAP信號;以及 最小值檢查模塊,其基于來自進(jìn)氣歧管絕對壓力MAP傳感器的進(jìn)氣歧管絕對壓力MAP 信號和來自渦輪增壓器進(jìn)口絕對壓力TCIAP傳感器的渦輪增壓器進(jìn)口絕對壓力TCIAP信號 檢測所述計算的TIAP信號的最小值;其中,所述TCIAP信號表示所述渦輪增壓器系統(tǒng)上游的絕對壓力,所述MAP信號表示所 述發(fā)動機的進(jìn)氣歧管內(nèi)的絕對壓力。
3.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述壓力變化率值表示所述當(dāng)前TIAP 信號是正在增加和正在減小中的一種;其中,所述當(dāng)前TIAP信號表示所述ITV上游的絕對壓力,以及 其中,所述TIAP傳感器定位于所述渦輪增壓器系統(tǒng)和所述ITV之間。
4.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述渦輪增壓器系統(tǒng)包括BPV和廢氣門 中的至少一個;其中,當(dāng)所述渦輪增壓器系統(tǒng)的增壓壓力大于預(yù)定閾值時,所述BPV和所述廢氣門中 的至少一個被打開。
5.如權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述計算的TIAP信號小于或等于具 有所述第一偏移的所述MAP信號時,所述最小值檢查模塊將第一臨時變量設(shè)定為具有與所 述MAP傳感器相關(guān)聯(lián)的第一偏移的所述MAP信號;其中,當(dāng)所述計算的TIAP信號小于或等于具有所述第二偏移的所述TCIAP信號時,所 述最小值檢查模塊將第二臨時變量設(shè)定為具有與所述TCIAP傳感器相關(guān)聯(lián)的第二偏移的 所述TCIAP信號;以及其中,當(dāng)所述第一臨時變量和所述第二臨時變量都不等于0時,所述最小值檢查模塊 將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述第一臨時變量和所述第二臨時變量中較大的一個。
6.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述極限變化率選擇模塊從增加極限 變化率和M個減小極限變化率中的一個選擇所述極限變化率,其中M是大于1的整數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述極限變化率選擇模塊從增加極限 變化率,第一減小極限變化率,第二減小極限變化率,和第三減小極限變化率中的一個來選 擇所述極限變化率;以及其中,所述第二減小極限變化率大于所述第一減小極限變化率和第三減小極限變化率,所述第三減小極限變化率大于或等于所述第一減小極限變化率。
8.如權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述TIAP計算模塊在第一時間段期間 將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述當(dāng)前TIAP信號,并使所述計算的TIAP信號通過所述增 加極限變化率來增加;其中,所述TIAP計算模塊在第二時間段期間將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述當(dāng)前 TIAP信號,并使所述計算的TIAP信號通過所述第一減小極限變化率來減?。灰约捌渲?,所述第一時間段在所述第二時間段之前。
9.如權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng),其特征在于,所述TIAP計算模塊在第一時間段期間 將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述當(dāng)前TIAP信號,并使所述計算的TIAP信號通過所述第 二減小極限變化率來減小;其中,所述TIAP計算模塊在第二時間段期間將所述計算的TIAP信號設(shè)定為所述當(dāng)前 TIAP信號,并使所述計算的TIAP信號通過所述第三減小極限變化率來減??;以及其中,所述第一時間段在所述第二時間段之前。
10.一種控制具有渦輪增壓器系統(tǒng)的發(fā)動機內(nèi)的空氣壓力的方法,包括基于來自節(jié)氣門進(jìn)口絕對壓力TIAP傳感器的當(dāng)前節(jié)氣門進(jìn)口絕對壓力TIAP信號和之 前TIAP信號之間的壓差來產(chǎn)生壓力變化率值;基于所述壓力變化率值選擇極限變化率;基于所述極限變化率和所述當(dāng)前TIAP信號來產(chǎn)生計算的TIAP信號;基于所述計算的TIAP信號來產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號;以及基于所述節(jié)氣門控制信號來致動所述發(fā)動機的進(jìn)口節(jié)氣門閥ITV。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于渦輪增壓器系統(tǒng)的空氣壓力控制系統(tǒng)和方法。具體地,公開了一種用于具有渦輪增壓器系統(tǒng)的發(fā)動機的系統(tǒng),其包括變化率確定模塊,極限變化率選擇模塊,節(jié)氣門進(jìn)口絕對壓力TIAP計算模塊,和節(jié)氣門控制模塊。變化率確定模塊基于來自TIAP傳感器的當(dāng)前TIAP信號和之前TIAP信號之間的壓差來產(chǎn)生壓力變化率值。極限變化率選擇模塊基于壓力變化率值選擇極限變化率。TIAP計算模塊基于極限變化率和當(dāng)前TIAP信號產(chǎn)生計算的TIAP信號。節(jié)氣門控制模塊基于計算的TIAP信號產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號,并基于節(jié)氣門控制信號致動發(fā)動機的進(jìn)口節(jié)氣門閥。
文檔編號F02D41/14GK102072032SQ20101055987
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者J·E·普羅查, J·L·沃爾興, J·O·小阿帕里焦, L·K·維金斯, M·J·加蒂, P·A·鮑爾勒 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司
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