[發(fā)明專利]用于控制發(fā)動機排氣背壓的控制系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110116601.5
• 申請日: 2011-05-06
• 公開（公告）號: CN102235218A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設計）人: T.J.約翰遜;K.C.王;M.D.芬克爾;S.M.赫布爾;R.貝內(nèi)特;R.W.古什曼;K.布羅克索姆;J.J.克西亞茲維奇
• 申請（專利權）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧

技術領域

本公開涉及用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制系統(tǒng)和方法，更具體地涉及在利用發(fā)動機測試臺執(zhí)行的發(fā)動機測試期間的發(fā)動機排氣背壓的控制。

背景技術

此處提供的背景技術的描述的目的是總體地給出本公開的背景。當前署名的發(fā)明人的工作，在該背景技術部分所描述的程度，以及在提交時可能不構成現(xiàn)有技術的本發(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。

內(nèi)燃發(fā)動機可以在發(fā)動機測試臺上進行測試，用于多種目的。例如，發(fā)動機可以在研究和開發(fā)階段進行測試，用于獲得期望的發(fā)動機燃料效率、駕駛性、持久性和排放。發(fā)動機可以在發(fā)動機生產(chǎn)線的末端進行測試，用于驗證發(fā)動機的性能特性并確保發(fā)動機的質(zhì)量。已經(jīng)在服役的發(fā)動機可以被測試，用于調(diào)整一個或多個性能特性，諸如發(fā)動機扭矩輸出。

在測試期間，發(fā)動機操作參數(shù)可以被設定為獲得期望的發(fā)動機操作狀態(tài)，并且可以測量發(fā)動機變量和性能特性。發(fā)動機操作參數(shù)可包括請求的發(fā)動機速度、請求的發(fā)動機扭矩和發(fā)動機負載。發(fā)動機變量和性能特性可包括進氣空氣流量、燃料流量、空氣-燃料比、排放和發(fā)動機扭矩輸出。

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)動機的排氣流率來確定發(fā)動機的期望的排氣背壓。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)動機的進氣流率和發(fā)動機的燃料流率來確定。在另一特征中，所述期望的排氣背壓可對應于由所述發(fā)動機的排氣系統(tǒng)的構件產(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。在相關特征中，閥控制模塊可監(jiān)測供給到排氣閥的電流并且當電流超過預先確定的電流時中斷供給到排氣閥的功率。在其它相關特征中，閥控制模塊還可基于發(fā)動機的測量的排氣背壓而將功率供給到排氣閥。

在其它進一步特征中，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)方向朝向關閉位置調(diào)整旋轉(zhuǎn)的閥位置。在其它特征中，當排氣流率小于預先確定的排氣流率時，閥控制模塊可將閥位置調(diào)整到關閉位置。

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并可限制通過環(huán)形空間的流體流。

在相關特征中，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相對的第二側并可進一步限制通過環(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)動機的方法，其包括基于發(fā)動機的排氣流率確定發(fā)動機的期望的排氣背壓，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)動機的進氣流率和發(fā)動機的燃料流率來確定。在另一特征中，所述期望的排氣背壓可對應于由所述發(fā)動機的排氣系統(tǒng)的構件產(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電流超過預先確定的電流時中斷供給到排氣閥的功率。在其它相關特征中，選擇性地將功率供給到排氣閥還可包括基于發(fā)動機的測量的排氣背壓而將功率供給到排氣閥。