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1、(10)申请公布号 CN 102191999 A (43)申请公布日 2011.09.21 CN 102191999 A *CN102191999A* (21)申请号 201110031437.8 (22)申请日 2011.01.26 12/726,283 2010.03.17 US F02B 37/18(2006.01) (71)申请人 福特环球技术公司 地址 美国密歇根州 (72)发明人 AY卡尼克 MJ扬科维奇 (74)专利代理机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人 赵蓉民 (54) 发明名称 涡轮增压器控制 (57) 摘要 本发明公开了通过废气门控制发动机涡轮增 压器。
2、的各种系统和方法。 在一个示例中， 根据增压 和大气压之间的差值调节废气门。 这样， 可以减少 基于增压的废气门配置中控制增压和使用增压驱 动废气门之间的相关性。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 8 页 附图 4 页 CN 102192003 A1/1 页 2 1. 一种通过废气门控制发动机涡轮增压器的方法， 所述方法包含 ： 以所述涡轮增压器产生的增压驱动所述废气门 ； 以及 根据所述增压和大气压之间的差值调节所述废气门。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于包含在第一方向上以大气。
3、压驱动所述废气 门， 并在与所述第一方向相反的第二方向上以增压驱动所述废气门。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于所述在第一方向的驱动是基于所述大气压 来调节的， 包括在较高大气压下对于给定的废气门指令增加驱动， 以及在较低大气压下对 于所述给定废气门指令降低驱动。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于所述在较高大气压下增加驱动包括增大的 动态驱动， 以及所述在较低大气压下降低驱动包括降低的动态驱动。 5. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于所述废气门包含驱动器， 其具有连接至所 述增压的第一端口、 连接至大气压的第二端口以及连接至罐压力的罐端口， 所述方法进。
4、一 步包含 ： 根据所述增压和所述大气压之间的差值通过废气门工作周期调节所述废气门。 6. 根据权利要求 5 所述的方法， 其特征在于在第一方向上调节所述废气门工作周期通 过增加所述第一端口与所述罐端口连通的时间长度来增加所述罐压力 ； 以及在与所述第一 方向相反的第二方向上调节所述废气门工作周期通过减少所述第二端口与所述罐端口相 连通的时间长度来降低所述罐压力。 7. 根据权利要求 5 所述的方法， 其特征在于所述废气门包括电磁阀且调节所述废气门 工作周期包含调节所述电磁阀的工作周期。 8. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于进一步包含根据考虑到驱动器延迟的补偿 项来调节所述废气门。。
5、 9. 根据权利要求 8 所述的方法， 其特征在于所述补偿项随着大气压增加而增加。 10. 根据权利要求 8 所述的方法， 其特征在于所述补偿项随着大气压降低而减少。 权 利 要 求 书 CN 102191999 A CN 102192003 A1/8 页 3 涡轮增压器控制 【技术领域】 0001 本发明涉及控制带有废气门的发动机的涡轮增压器的系统。 【背景技术】 0002 发动机可使用涡轮增压器改进发动机扭矩 / 动力输出量。在一个示例中， 涡轮增 压器可包括压缩机和通过驱动轴连接的涡轮， 其中涡轮连接至排气歧管侧而压缩机连接至 进气歧管侧。这样， 排气驱动的涡轮将能量供应给压缩机以增加进。
6、气歧管内的压力 ( 例如 增压或增压力 ) 并增加进入发动机的空气流量。增压可通过调节到达涡轮的气体量来调 节， 例如利用废气门。 【发明内容】 0003 在一个例子中， 废气门可包括连接至增压的第一端口， 连接至大气压的第二端口 以及配置用于根据排气工作循环 (duty cycle) 控制排气流量的阀门。这种配置可称之为 “基于增压” 的配置， 因为驱动废气门阀的力来自于增压。例如， 电磁阀可将具有废气门罐压 力的废气门罐室连接至第一端口 ( 其连接至增压 ) 和第二端口 ( 其连接至大气压 )。当电 磁阀处于第一位置时， 第一端口和废气门罐室连通且废气门罐压将朝向增压而增加。当电 磁阀处于。
7、第二位置时， 第二端口和废气罐室连通且废气罐压将朝向大气压降低。通过经由 废气门 ( 电磁阀 ) 工作循环将电磁阀从第一位置移动至第二位置， 废气罐压可保持为处于 增压和大气压之间的值。废气门罐压可用于驱动废气门阀从而控制增压。由此， 废气门阀 的位置可由增压、 大气压以及废气门工作周期来确定。 0004 根据本发明的另一方面， 根据增压和大气压的差值调节废气门包含 ： 确定废气门 的目标罐压力 ； 以及根据废气门的目标罐压力和增压与大气压之间的差值计算废气门工作 周期。 0005 根据其中一个实施例， 其中确定废气门的目标罐压力包含 ： 根据一个或多个发动 机运转工况确定目标罐压力 ； 以及。
8、根据一个或多个发动机运转工况的时间变化率确定目标 罐压力。 0006 根据其中一个实施例， 其中确定废气门的目标罐压力包含 ： 根据所需增压和增压 压力之间的差值确定目标罐压力 ； 以及根据目标罐压力的时间变化率和所需增压和增压压 力之间的差值确定目标罐压力。 0007 本发明还公开了一种通过废气门控制发动机涡轮增压器的方法， 废气门包含连接 至增压的第一端口、 连接至大气压的第二端口， 以及配置用于根据废气门工作周期控制排 气流的阀门， 包括如下步骤 ： 以涡轮增压器产生的增压以及大气压驱动废气门 ； 并根据增 压和大气压之间的差值且进一步基于所需增压调节废气门的循环周期。 0008 根据本。
9、发明的一个实施例， 该方法进一步包括根据发动机运转工况确定所需增 压 ； 并根据增压和所需增压之间的差值调节废气门工作周期。 0009 根据本发明的另一方面， 其中废气门包括驱动器， 并进一步包括根据考虑到废气 说 明 书 CN 102191999 A CN 102192003 A2/8 页 4 门延时的补偿项调节废气门工作周期的步骤。 0010 根据本发明的另一实施例， 其中废气门包括驱动器， 并进一步包括根据一个或多 个发动机运转工况的时间变化率以及根据气门调节正时来调节废气门工作周期的步骤。 0011 根据本发明的另一方面， 公开了一种发动机系统， 其包含 ： 0012 涡轮增压器 ； 。
10、0013 废气门， 包含连接至增压的第一端口 ； 连接至大气压的第二端口， 以及配置用于根 据废气门工作周期控制排气流的气门 ； 0014 用于测量增压的传感器 ； 以及 0015 具有编程在其中的指令的计算机可读存储介质， 其包含 ： 0016 用于以涡轮增压器产生的增压和大气压驱动废气门的指令 ； 和 0017 用于根据增压和大气压之间的差值调节废气门工作周期的指令。 0018 根据本发明的另一实施例， 计算机可读存储介质具有编程在其中的指令进一步包 含 ： 0019 用于确定所需增压的指令 ； 0020 用于根据所需增压调节废气门工作周期的指令 ； 0021 根据本发明的另一实施例， 计。
11、算机可读存储介质具有编程在其中的指令进一步包 含 ： 用于确定所需增压的指令 ； 用于根据增压和所需增压之间的差值调节废气门工作周期 的指令。 0022 发明人已经认识到使用废气门控制增压且增压与大气压相关提供了移动废气门 的动力。 例如， 大气压可随着海拔或气候条件而变化， 其可能影响增压和大气压之间的压力 差， 从而影响控制增压的能力。 另外， 利用废气门控制增压以及利用增压驱动废气门的循环 作用使得废气门运转难以依照理想状况预测。解决上述问题的一种方法为， 包括以涡轮增 压器产生的增压来驱动废气门的方法。该废气门根据增压和大气压之间的压力差来调节。 这样， 降低了控制增压和使用增压来驱动。
12、基于增压的废气门之间内在关联。 0023 应理解的是上述概述是以简化形式介绍了所选概念， 其将在具体实施方式中进一 步描述。这并非意味着确定了本发明主题的关键或必要特征， 其范围将由权利要求书和具 体实施方式唯一确定。而且， 权利要求的主题并不限于解决了上述或本文中任何部分所提 及的任何缺陷的实施例。 【附图说明】 0024 图 1 显示了包括废气门的涡轮增压发动机的框图。 0025 图 2 显示了包括电磁阀、 废气门罐和废气门的废气门臂的示意图。 0026 图 3 和 4 显示了如何调制电磁阀控制废气门罐的压力的例子。 0027 图 5 显示了废气门罐压力的预测数据 0028 图 6 和 7。
13、 显示了通过废气门控制涡轮增压器的示例方法。 【具体实施方式】 0029 下列描述涉及通过废气门控制内燃发动机的涡轮增压器的系统。在图 1 中显示了 带有包括废气门的发动机示例实施例。 在一个示例性配置中， 驱动废气门的力由增压提供。 说 明 书 CN 102191999 A CN 102192003 A3/8 页 5 在图 2 中详细显示了示例性废气门。该示例性废气门包括电磁阀和废气门罐。在图 3 和图 4 中， 显示了处于两种位置的电磁阀用于说明可如何使用电磁阀控制废气门罐的压力。图 5 显示了在电磁阀如图 3 和 4 所描述地调制时废气门罐压力的预测数据。由废气门罐压力产 生的力可用于驱。
14、动废气门从而控制涡轮增压器。图 2 的废气门可使用控制程序 ( 例如图 6 和 7 中所示的程序 ) 来调节用于控制涡轮增压器。这样， 减少了使用增压驱动废气门的涡 轮增压器系统中控制增压和使用增压驱动废气门之间的互相作用。 0030 图 1 显示了包括废气门的涡轮增压的发动机示例。内燃发动机 10 包括多个汽缸， 图 1 中显示了其中一个汽缸。发动机 10 可从包括控制器 12 的控制系统接收控制参数并 通过输入装置 132 从车辆驾驶员 130 处接收输入。在该例中， 输入装置 132 包括加速踏板 和踏板位置传感器 134 用于产生踏板位置比例信号 PP。发动机 10 的汽缸 ( 这里也。
15、指燃烧 室 )14 也包括燃烧室壁 136， 带有处于其中的活塞 138。活塞 138 可连接至曲轴 140 从而活 塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴 140 可通过传动系统连接至乘用车辆的至少一 个驱动轮。而且， 起动马达可通过飞轮连接至曲轴 140 使得发动机 10 能够进行起动运转。 0031 汽缸 14 可通过进气通道 142、 144 和 146 接收进气。进气道 146 除了与汽缸 14 连 通之外可以与发动机 10 的其他汽缸连通。在一些实施例中， 进气道中的一个或多个可包括 涡轮增压装置。例如， 发动机 10 配置有包括处于进气道 142 和 144 之间的压缩器 174。
16、 的涡 轮增压器， 以及设在排气道 148 和 149 之间的排气涡轮 176。具体地， 气道 142 连接至压缩 机入口， 气道 144 连接至压缩机出口， 排气道 148 连接至涡轮入口， 排气道 149 连接至涡轮 出口。压缩机 174 可通过轴 180 至少部分地由排气涡轮 176 驱动。废气门 177 包括供排气 从排气道 148 流出涡轮 176 至排气道 149 的通道。由涡轮 176 提供的能量可由从排气道 148 到达涡轮 176 的排气量控制。具体地， 增压压力可由从控制器 12 接收的 WGC 信号通过 调制废气门阀的打开程度和 / 或打开时间来调节。 0032 在该示例。
17、性实施例中， 废气门 177 由气体驱动控制废气门阀从而控制增压。在已 知的 “基于增压” 的废气门配置中， 废气门 177 包含电磁阀， 其包含连接至进气道 146 的第 一端口和连接至处于大气压的进气道 ( 例如进气道 142) 的第二端口。第一端口的压力处 于增压并可由传感器 125 测量。该测量结果可通过 TIP 信号发送至控制器 12。可通过传感 器123测量大气压且测量结果可通过PA信号传送至控制器12。 在该示例性实施例中， 废气 门阀为常闭， 但由增压提供的力可用于打开废气门阀。 0033 包括节流板 164 的节气门 162 可沿着发动机的进气道设置， 用于改变提供给发动 机。
18、气缸的进气流速和 / 或压力。例如， 节流板 162 可如图 1 所示处于压缩机 174 的下游， 或 可替代地设在压缩机 174 的上游。 0034 排气道 148 除了可从汽缸 14 之外还可以从发动机 10 的其他汽缸接收排起。排气 传感器 128 显示为与涡轮 176 和排放控制装置 178 上游的排气道连接。传感器 128 可从各 种提供排气空燃比的指示的适合传感器中选择， 例如线性氧传感器或 UEGO( 通用或宽域排 气氧传感器 )， 双态氧传感器或 EGO( 排气氧传感器 )， NOx、 HC 或 CO 传感器， 例如， 排放控制 装置 178 可为三元催化剂 (TWC)、 NO。
19、x 捕集器、 多种其它排放控制装置或其组合。 0035 可通过处于排气道 148 和 149 中一个或多个温度传感器 ( 未显示 ) 测量排气温 度。可替代地， 排气温度可基于发动机运转工况例如速度、 负载、 空燃比 (AFR)、 点火延迟等 推断。另外， 排气温度可通过一个或多个排气传感器 128 计算出。应理解的是排气温度还 说 明 书 CN 102191999 A CN 102192003 A4/8 页 6 可替代地通过这里所给出的温度估算方式的任意组合来估算。 0036 发动机 10 的每个汽缸均包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如， 汽 缸 14 显示为包括处于汽缸 14 上。
20、部区域的至少一个进气提升阀 150 和至少一个排气提升阀 156。在一些实施例中， 发动机 10 的每个气缸， 包括汽缸 14， 均可包括出于汽缸顶部区域的 至少两个进气提升阀以及至少两个排气提升阀。 阀门的打开和关闭可由连接至阀门推杆的 液力驱动提升器控制， 或通过凸轮轮廓变换机构控制。例如， 进气门 150 和排气门 156 可通 过各自的凸轮驱动系统 151 和 153 由凸轮驱动控制。凸轮驱动系统 151 和 153 每个均可包 括一个或多个凸轮并可使用一个或多个凸轮轮廓线变换 (CPS)、 可变凸轮正时 (VCT)、 可变 气门正时 (VVT) 和 / 或可变气门升程 (VVL) 系。
21、统， 其可由控制器 12 操作以改变气门运转。 进气门 150 和排气门 156 的位置可由阀门位置传感器 155 和 157 分别确定。在替代实施例 中， 进气门和 / 或排气门可由电子气门驱动控制。例如， 汽缸 14 可替代地包括由电子气门 驱动控制的进气门和由包括 CPS 和 / 或 VCT 系统的凸轮驱动控制的排气门。在一个具体实 施例中， 可使用互相独立的两个可变凸轮正时， 其中进气凸轮和排气凸轮每个均可由控制 系统独立地调节。 0037 在一些实施例中， 发动机 10 的每个汽缸均可包括火花塞 192 用于点火燃烧。在选 择的操作模式下， 点火系统190可响应于来自控制器12的提前。
22、点火信号SA通过火花塞192 提供点火火花给燃烧室 14。然而， 在一些实施例中， 可以省略火花塞 192， 例如当发动机 10 可通过自动点火或通过燃料喷射开始燃烧的情况， 如同柴油发动机的情况下。 0038 在一些实施例中， 发动机 10 的每个汽缸均可配置有一个或多个燃料喷射器用于 向其提供燃料。在一个非限定性实施例中， 汽缸 14 显示为包括一个燃料喷射器 166。燃料 喷射器 166 显示为与汽缸 14 直接连接用于通过电子驱动器 168 与控制器 12 接收到的信号 脉宽 FPW-1 成比例地直接向其喷射燃料。这样， 燃料喷射器 166 提供了已知为燃料直接喷 射 ( 这里也称之为。
23、 DI) 进入燃烧汽缸 14。虽然喷射器 166 显示为侧面喷射器， 其也可处于 活塞的顶部， 例如邻近火花塞 192 的位置处。由于一些醇基的燃料的低挥发性， 这样的位置 可在以醇基燃料运转发动机时改进混合和燃烧。可替代地， 喷射器可位于顶部并且靠近进 气门以改善混合。可从包括燃料箱、 燃料泵和燃料导轨的高压燃料系统 8 将燃料输送至燃 料喷射器 166。可替代地， 可通过处于低压的单级燃料泵输送燃料， 在这种情况下在燃料冲 程期间的燃料直接喷射正时会比如果使用高压燃料系统更为受限。 此外， 尽管未显示， 燃料 箱可具有压力传感器以提供信号至控制器 12。应了解在可替代实施例中， 喷射器 1。
24、66 可为 提供燃料至汽缸 14 上游的进气道内的进气道喷射器。 0039 图 1 中控制器 12 显示为微处理器， 包括微处理器单元 106、 输入 / 输出端口 108、 用于可执行程序和检定值的电子存储介质 ( 在本特定示例中显示为只读存储器芯片 110)、 随机存取存储器112、 保活存储器114和数据总线。 只读存储介质110可编程有表示可由处 理器 102 执行的用于执行下列方法的指令的计算机可读数据以及预期但并未具体列出的 变量。控制器 12 可从连接至发动机 10 的传感器接收多种信号， 除了之前论述的那些信号 之外还包括 ： 来自质量空气流量传感器122的引入质量空气流量(M。
25、AF)测量值、 来自连接至 冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)、 来自连接至曲轴140的霍尔效 应传感器120的表面点火感测信号(PIP)、 来自节气门位置传感器的节气门位置信号TP、 来 自传感器 125 的节气门入入口压力 (TIP)， 和来自传感器 124 的绝对歧管压力信号 MAP。发 说 明 书 CN 102191999 A CN 102192003 A5/8 页 7 动机转速信号 RPM 可由控制器 12 从 PIP 信号生成。而且曲轴位置以及曲轴加速度和曲轴 摆动均可基于信号 PIP 确定。来自歧管压力传感器 124 的歧管压力信号 MAP 可用作进气歧。
26、 管内的真空或压力指示。而且歧管压力可基于其他运转参数例如基于 MAF 和 RPM 来估算。 0040 继续参见图 2， 显示了包括电磁阀 220、 废气门罐 230、 废气门臂 240 和机械连杆 250 的废气门 177 的示例性实施例的示意图。机械连杆 250 可将机械臂 240 的平移运动转 换为废气门阀的旋转运动。换而言之， 通过沿着方向 260 移动机械臂， 废气门阀可打开或闭 合从而使得可分别引导排气从涡轮 176 流出或流向涡轮。废气门臂 240 连接至隔板 232 从 而使得在隔板 232 处形成压力差时， 其可迫使废气门臂 240 从其缺省位置处离开。连接至 废气门臂 24。
27、0 的弹簧 234 迫使废气门臂 240 朝向其缺省位置。在该示例性实施例中， 废气 门臂 240 的缺省位置闭合了废气门阀。 0041 废气门阀的位置由罐体内压力 236 确定， 该压力由电磁阀 200 和罐体 236 之间通 过连接管 220 的气流确定。气流由梭 208 的位置和第一端口 202、 第二端口 204 以及控制 端口 206 处的气压确定。梭 208 可沿着方向 214 由来自线圈 212 和弹簧 210 的力确定其移 动。在该示例性实施例中， 第一端口 202 连接至处于增压的进气道 146， 第二端口 204 连接 至处于大气压的进气道 142， 且控制端口 206 连。
28、接至处于罐压力的罐体 236。 0042 在图 2 中， 梭 208 堵住控制端口 206 从而基本阻止了气体在电磁阀 200 和废气门 罐 230 之间的流动。在该示例性实施例中， 图 2 中的梭 208 的位置可以为瞬间位置。图 3 显示了当线圈 212 放电 ( 例如当 WGC 信号为低时 )， 梭 208 的位置为稳态位置。当线圈放电 时， 弹簧 210 作用在梭 208 上的力可在电磁阀 200 中保持梭 208 接近弹簧 210。在该位置 处， 端口 204 被梭 208 堵住且在端口 202 和 206 之间打开了通道。当增压超过罐压力时， 气 体可如箭头 300 所示从端口 2。
29、02 流至 206， 且可增加罐压力。 0043 图 4 说明了当线圈 212 充电时， 例如当 WGC 信号为高时， 梭 208 处于稳态位置。当 线圈充电时， 线圈 212 的力可超过弹簧 210 作用在梭 208 上的力从而使得梭 208 可在电磁 阀 200 中位于接近线圈 212 处。在该位置处， 端口 202 被梭 208 堵住且在端口 204 和 206 之间打开了通道。当罐压力超过大气压时， 气体可如箭头 400 所示从端口 206 流至 204， 且 可以降低罐压力。 0044 可使用脉宽调制 (PWM) 来驱动连接至线圈 212 的 WGC 信号， 在给定频率和工作周 期中。
30、 PWM 信号可在高值和低值之间交替变换， 其中工作周期由信号为高的时间除以信号的 周期比例来确定。这样， 当 WGC 信号为高时可在第一方向 ( 在端口 204 和 206 之间的通道 打开 ) 驱动梭 208， 且当 WGC 信号为低时可在第二方向 ( 在端口 202 和 206 之间的通道打 开 ) 驱动梭 208。通过控制 WGC 信号的工作周期， 在罐体 236 中可保持中间罐压力处于增 压和大气压之间。图 5 的预测数据显示了可如何使用 PWM 信号控制废气门罐压力。在图 5 中， 可通过将 WGC 信号调制在大约 32Hz 处来获得中间罐压力。PWM 周期可测量为罐压力处 于峰值。
31、 510 或谷值 520 之间的时间。在可替代实施例中， PWM 频率可为小于 200Hz。 0045 可通过增加端口 202 和 206 连通的持续时间 ( 例如当 WGC 信号为低且线圈 212 放 电时 ) 来增加平均罐压力。这样， 罐压力可朝向增压增加。可通过减少端口 204 和 206 连 通的持续时间 ( 例如当 WGC 信号为高且线圈 212 充电时 ) 来降低平均罐压力。这样， 罐压 力可朝向大气压降低。这样可通过调节 WGC 信号的工作周期来调节罐压力。具体而言， 可 通过缩短 WGC 信号的工作周期来增加罐压力， 并通过增加 WGC 信号的工作周期来减少罐压 说 明 书 C。
32、N 102191999 A CN 102192003 A6/8 页 8 力。 0046 可通过 WGC 信号的工作周期、 增压以及大气压确定罐压力。对于不同的大气压， 给 定的废气门指令可通过不同的值使罐压力变化。 例如， 在大气压较低的高纬度地区， 增压和 大气压之间的差值大于大气压较高的低纬度地区。随着增压和大气压之间的差值增加， 罐 压力可更迅速地变化。从而可根据大气压而调节废气门指令。例如， 随着大气压增加， 可调 节废气门指令来增加废气门的驱动。随着大气压降低， 可调节废气门指令来减少废气门的 驱动。类似地对于不同的增压， 废气门指令以不同的值改变罐压力。例如， 随着增压程度升 高，。
33、 罐压力可更迅速地变化， 并可调节废气门工拙周期来减少废气门的驱动。 0047 罐压力可确定废气门阀打开或关闭的程度， 其将确定涡轮产生的能量从而确定增 压。由于增压是受控可变的且是驱动废气门的能量源， 需要有一种控制方法来解除驱动废 气门和控制增压之间的互相作用。 0048 参考图 6 进一步说明如下， 方法 600 可由发动机控制器例如 12 执行， 用于通过基 于增压的废气门 177 控制涡轮增压器。在一个示例中， 通过废气门控制发动机涡轮增压器 的方法包含确定大气压和实际增压。可根据实际增压和大气压之间的差值调节废气门。 0049 继续参考图 6， 在 610 处， 该方法包括根据发动。
34、机工况确定所需增压。所评估的工 况可通过传感器例如传感器 116、 120、 122、 123 和 128 来直接测量， 和 / 或通过其他发动机 工况来估算。所评估的工况可包括发动机机油温度、 发动机转速、 怠速速度、 大气压力、 ( 例 如来自于踏板位置传感器的 ) 驾驶员请求扭矩、 歧管空气流量 (MAF)、 空气温度、 车辆速度 等。 0050 随后在 620 处确定实际增压。实际增压可通过传感器例如传感器 125 直接测量。 该测量结果可通过 TIP 信号发送至控制器 12 并存储在计算机可读介质中。在替代实施例 中， 可基于其他运转参数例如基于 MAP 和 RPM 测算。 0051。
35、 随后在 630 处， 可确定大气压力。例如， 可通过例如传感器 123 测量接近压缩器入 口的大气压力。测量结果可通过 PA 信号送至控制器 12 并存储在计算机可读介质中。在替 代实施例中， 大气压力可基于其他运转参数估算。 0052 随后在 640 处， 可以从实际增压和大气压之间的差值计算废气门驱动力。废气门 可根据废气门驱动力调节。由于废气门驱动力实际上可类似于电磁阀 200 的第一端口 202 和第二端口 204 之间的压力差， 驱动废气门 177 和控制增压之间的互相作用可以减少。例 如， 废气门驱动力可用作反向废气门模型的输入。反向废气门模型可在给定废气门驱动力 的情况下将所需。
36、废气门罐压力或理想废气门阀位置映射为废气门工作周期。 映射为废气门 工作周期可包括使用查找表或计算废气门工作周期。WGC 信号可以为在该废气门工作周期 下调制的脉宽来调节废气门。所需废气门罐压力或所需废气门阀位置可例如从前馈、 反馈 或其他控制算法中确定。 0053 废气门驱动力也可能影响废气门的动态特性。例如罐体 236 在具有较低大气压 的高纬度处较具有较高大气压的低纬度处更快地充满。如同这里所述， 可以用补偿项来代 表废气门驱动器相对于具有废气门驱动模型零极点对消 (zeros cancelling poles) 的控 制器的延迟。 对于较低大气压可减少该补偿项来代表较低大气压下废气门阀。
37、更快的动态驱 动。类似地， 对于较高的大气压可增加该补偿项来代表较高大气压下废气门阀更慢的动态 驱动。另外， 补偿项还可进一步包括基于双独立凸轮运动 ( 其可影响增压 ) 的调节量。例 说 明 书 CN 102191999 A CN 102192003 A7/8 页 9 如， 当进气凸轮是以相对于大气压增加增压的方式移动时， 补偿项的幅度可以减小。类似 地， 当进气凸轮是以相对于大气压降低增压的方式移动时， 补偿项的幅度可以增大。 0054 在另一个例子中， 可以调节补偿项以解决具有较大气门重叠的泄流 (blow through) 运转 ( 例如扫气 )。在涡轮增压 ( 增压 ) 发动机中， 。
38、当进气压力高于排气压力时 可能发生泄流， 在阀门重叠期间一定量的新鲜空气可从进气歧管直接流至排气歧管而不参 与汽缸燃烧。 可有意地以提前进气凸轮正时并推迟排气凸轮正时的方式运转增压发动机来 改进容积效率并减少涡轮迟滞。然而泄流空气较冷 ( 因为其并未燃烧过 ) 从而相比于没有 泄流的发动机对排气系统和涡轮增加能量较少。为了补偿泄流空气， 可通过调节前馈程序 并增加反馈增益来调节废气门运转的泄流部分。例如， 增加补偿项可补偿在反馈回路中的 较低增益而导致的较低排气能量。在另一示例中， 可调节补偿项以补偿由于节流板 164 的 运动而导致的增压变化。 0055 随后， 在 650 处， 可根据所需。
39、增压调节废气门。例如， 所需增压可用作前馈控制算 法的输入来调节废气门。前馈控制算法可计算目标废气门罐压力或目标废气门阀位置， 其 可用作反向废气门模型的输入分量来确定废气门工作周期。 0056 随后， 在 660 处， 可计算所需增压和实际增压之间的差值作为增压误差。可根据该 增压误差调节废气门。 例如增压误差可用作反馈控制算法的输入来计算目标废气门罐压力 或目标废气门阀位置， 其可用作反向废气门模型的输入分量来确定废气门工作周期。该控 制算法可包括补偿项来补偿由充满和排空罐体 236 而引起的延迟。可在大气压增加时增大 补偿项的幅度来补偿较慢的罐体 236 充满和排空。可在大气压降低时减小。
40、补偿项的幅度来 补偿较快的罐体 236 充满和排空。 0057 这样， 方法 600 可用于显著减少驱动废气门 177 和增压控制之间的互相作用。如 同参考附图 7 进一步所说明， 可使用方法 600 的步骤来实施方法 700。 0058 已经确定了所需增压、 实际增压以及大气压并显示作为方法 700 的输入。在 710 处， 计算实际增压值和大气压之间的差值得到废气门驱动力 715。废气门驱动力 715 可为 反向废气门模型 720 的输入。目标废气门罐压力 730 可用作反向废气门模型 720 的另一输 入。在一个替代示例中， 目标废气门阀位置可用作反向废气门模型 720 的另一输入。反向。
41、 废气门模型 720 可将目标废气门罐压力 730 映射为废气门工作周期 725 用于废气门驱动力 715。WGC 信号可在废气门工作周期 725 中用脉宽调制来调节发动机 10 的废气门 177。设 备 740 包括发动机 10。 0059 前馈控制 750 包括将所需增压作为输入来确定目标废气门罐压力 730 的前馈分 量 755。前馈控制 750 可包括静态前馈项和 / 或动态前馈项。动态前馈项可从一个或多 个发动机工况 ( 例如包括所需增压 ) 来计算前馈分量。动态前馈项可从一个或多个发 动机工况的时间变化率 ( 例如包括所需增压时间变化率 ) 来计算前馈分量。在 760 处， 计算所。
42、需增压和实际增压之间的差值作为增压误差 765。增压误差 765 可用作反馈控制 700 的输入来确定目标废气门罐压力 730 的反馈分量 775。反馈控制 700 可包括比例积分 (proportional-integral， PI) 控制器或比例积分微分 (proportional-integral-derivat ive， PID) 控制器。反馈控制 770 可包括超前 / 滞后滤波器， 或补偿项来补偿废气门罐 230 充满和排空动态特性。该补偿项可根据废气门工作周期 725 或废气门驱动力 715 来调节。 例如， 反馈控制 700 可具有如下转移函数 ： 说 明 书 CN 10219。
43、1999 A CN 102192003 A8/8 页 10 0060 (twg s+1)/(C1 s+1) (kp s+ki)/(s) 0061 其中twg为废气门的时间常数， 且C1可对于系统从经验中得出。 在一个实施例中， C1可为 0.05。超前过滤器的零值 (1/twg) 可用作根据废气门罐压力动态特性对消极点。PI 控制器(ki/kp)的零值可用于系统极点对消(1/tsys)， 其中1/tsys为开放回路系统时间常 数。 0062 前馈分量755和反馈分量775可由加法器780相加来得到目标废气门罐压力730。 这样， 方法 700 可显著减少驱动废气门 177 和控制实际增压之间的。
44、互相作用。 0063 请注意， 本说明书中所包括的示例控制和估算程序可用于多种发动机和 / 或车辆 系统配置。本说明书中所描述的具体程序可代表任意数量处理策略 ( 例如事件驱动、 中断 驱动、 多任务、 多线程等 ) 中的一个或多个。同样， 可以以所说明的顺序执行、 并行执行所说 明的各种行为、 操作或功能， 或在一些情况下有所省略。同样地， 处理的顺序也并非实现此 处所描述的实施例的特征和优点所必需的， 而只是为了便于说明和描述。根据使用的具体 策略， 可重复执行一个或多个所说明的步骤或功能。 此外， 所述的行为可图形表示编程入发 动机控制系统中的计算机可读存储介质的代码。 0064 应理解。
45、的是本说明书所公开的配置和程序实质上为示例性的， 且这些具体实施例 不应被视作限定， 因为可能有各种变化。例如， 上述技术可应用于 V-6， I-4， I-6， V-12， 对列 4 型、 汽油、 柴油和其他发动机类型以及燃料类型。本发明的主题包括这里所公开的各种系 统、 配置以及其他特征、 功能和 / 或特性的具有新颖性和非显而易见性的组合和子组合。 0065 本发明的权利要求书特别指出了具有新颖性和非显而易见性的具体组合和子组 合。这些权利要求可提及一个部件或第一部件或其等同。应理解这些权利要求包 括一个或多个此类部件的合并， 既非必须也不排除两个或更多此类部件。所公开特征、 功 能、 部。
46、件和 / 或特性的其他组合和子组合可通过本发明的修改文本或者通过该申请或相关 申请的新权利要求主张权利。 0066 这些权利要求无论与原权利要求相比保护范围更宽、 更窄、 相同或不同， 均已视作 包含在了本发明的主题之内。 说 明 书 CN 102191999 A CN 102192003 A1/4 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 102191999 A CN 102192003 A2/4 页 12 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102191999 A CN 102192003 A3/4 页 13 图 5 图 7 说 明 书 附 图 CN 102191999 A CN 102192003 A4/4 页 14 图 6 说 明 书 附 图 CN 102191999 A 。