[發明專利]渦輪增壓器裝置和用于電動致動器控制反饋的設置

有效

• 申請號: 201310553141.1
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103807004B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: A·R·蓋爾;V·V·柯克托維克;J·A·希爾迪奇;G·P·麥康維爾
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D41/20
• 分類號: F02D41/20;F02B37/12
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民,趙硯猛

技術領域

本發明涉及控制內燃發動機的渦輪增壓器裝置和電動致動器的方法。

背景技術

發動機可以使用渦輪增壓器來提高發動機輸出轉矩/功率的密度。在一個例子中，渦輪增壓器包括由驅動軸連接的壓縮機和渦輪，其中渦輪連接到排氣歧管側而壓縮機連接到進氣歧管側。這樣，排氣驅動渦輪給壓縮機提供能量以增加進氣歧管中的壓力（如，增壓或增壓壓力）并增加進入發動機的空氣流。增壓可以通過調整到達渦輪的氣體的量來控制，例如用廢氣門。廢氣門閥可以根據工況被控制從而達到期望的增壓壓力。在一個例子中，廢氣門閥可以是由關聯的電動致動器控制的電子廢氣門。在一些實施例中，電動致動器是電動馬達。通過驅動電動馬達來變換廢氣門位置，從而控制到達渦輪的氣體的量并得到期望的增壓。

美國專利申請第2012/0001111號描述了一組用電動致動器對排氣門進行位置控制的反饋。電動致動器包括將致動力傳送到桿的電動馬達。桿的線性運動隨后通過旋轉運動轉移到廢氣門，從而控制廢氣門并因此提供增壓給發動機。發動機控制單元通過行程感應器來感應桿的線性位置，行程感應器包括配置為感應被包括在電動致動器內的磁可運動體內的磁通量的變化的磁感應霍爾元件。因為已知桿的運動、磁可運動體的運動和排氣門的運動三者之間的對應關系，排氣門的位置可以通過感應可運動體磁通量的變化來監測和控制。此外，行程感應器可以感應致動器內杠桿的旋轉位置，該杠桿旋轉從而以線性方式使桿運動。

發明內容

本發明人在此意識到這種利用電動致動器來控制廢氣門閥的途徑的問題。即使通過控制磁通量可以提供準確的感應，但電動致動器提供的轉矩也會基于由于操作溫度（可能超過100攝氏度）的改變而產生的致動器內磁場的改變而改變。由于其在整個操作溫度范圍內變化導致的改變以及它對致動器轉矩和位置的影響，如果不具備應對這樣的磁場的能力，對廢氣門的控制會變差，導致增壓和發動機輸出中不期望的變化。

本發明提供了在一定溫度范圍內補償操作地連接到廢氣門的電動致動器的磁場的方法。

在一個例子中，調整連接到在發動機排氣中廢氣門閥的廢氣門致動器來控制發動機的發動機增壓水平。基于在廢氣門致動器中的磁鐵的磁場做出該調整并基于磁鐵溫度修正。

這樣，通過基于磁場調整廢氣門致動器并基于磁鐵溫度修正調整，能夠解決/適應由于溫度變化帶來的磁場變化并從而更準確地控制致動器轉矩、速度和廢氣門位置。

在另一個例子中，編碼器可以用來測量代表致動器的位置并基于此位置計算角速度。端電壓然后被測量，和角速度一起，用來估算磁鐵溫度和磁場。之后對于給定的施加電流和操作溫度可以估算出實際的致動器轉矩。在另一個實施例中，致動器電阻用施加的電流、端電壓和電刷電壓估算出。之后基于每度繞組電阻的變化可以估算出磁鐵溫度。磁場就被估算出了。在這樣的情況下，電動致動器產生的磁場在整個操作溫度范圍內都可以估算出了。電動致動器的輸出可以被準確地控制，進而控制廢氣門并且提供給發動機期望的增壓水平。這個實施例中還可以應用對電壓或信號的磁修正來控制電動致動器。在磁場強度可以減弱的第一溫度下，磁修正可以增加驅動電壓或信號大小用來提供期望的致動器轉矩。在磁場強度相對于第一溫度下會更強的第二更低的溫度，磁修正可以降低驅動電壓或信號大小來提供期望的致動器轉矩。

在另一個例子中，該方法還包括直接將燃料噴射到發動機汽缸。

在另一個例子中，通過電動致動器控制發動機渦輪增壓器廢氣門的方法包括：在第一溫度下，根據增加的磁場電壓修正調整電動致動器；和在第二、更低的溫度，根據降低的磁場電壓修正調整電動致動器。

在另一個例子中，電動致動器包括磁鐵。

在另一個例子中，電動致動器通過調整從控制器傳遞到電動致動器的占空比來調整，控制器包括用于執行調整動作的指示。

在另一個例子中，廢氣門調整到維持發動機進氣的期望增壓水平。

在另一個例子中，占空比在第一溫度下增加并在第二溫度下減小。

當單獨或結合附圖閱讀下面的具體實施方式時，本文描述的上面的優點和其他優點和特點是顯而易見的。

應理解的是，上面的概述是以簡化形式被提供以介紹選擇性的概念，其將在具體實施方式中被進一步描述。并不旨在指明要求保護的主題的關鍵或重要特征，其范圍只通過具體實施方式后面的權利要求確定。并且，要求保護的主題不局限于解決在本公開在上面或者任何部分中提到的缺點的實施方式。

附圖說明

圖1展示了包括廢氣門的渦輪增壓發動機的框圖。