利用末端止動檢測的電動廢氣門控制系統(tǒng)傳感器校準(zhǔn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用末端止動檢測的電動廢氣門控制系統(tǒng)傳感器校準(zhǔn)。提供涉及廢氣門閥的末端止動位置的檢測和廢氣門位置傳感器相對于檢測到的末端止動位置的校準(zhǔn)的各種實施例。以此方式，更準(zhǔn)確地控制廢氣門是可能的。
【專利說明】利用末端止動檢測的電動廢氣門控制系統(tǒng)傳感器校準(zhǔn)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用末端止動(end-stop)檢測的電動廢氣門控制系統(tǒng)傳感器校準(zhǔn)。

【背景技術(shù)】
[0002]可以通過例如經(jīng)由廢氣門調(diào)整流過渦輪增壓器的渦輪的氣體量來控制發(fā)動機升壓。在一個示例中，廢氣門可以包括廢氣門閥和閥座。廢氣門閥可以被相關(guān)聯(lián)的電動致動器致動?？梢钥刂齐妱又聞悠饕哉{(diào)整廢氣門閥位置，由此控制流過渦輪的氣體量，并實現(xiàn)期望的升壓。相比于氣動致動的廢氣門，電動廢氣門致動可以提供更快速的響應(yīng)和更精確的位置控制。更快速的響應(yīng)和更精確的控制可以改進發(fā)動機效率、燃料效率和排放控制。
[0003]在一個示例中，被用來控制廢氣門閥的位置的電動致動器包括電動馬達，其將力傳遞至被耦接至廢氣門閥的多個聯(lián)動裝置。多個聯(lián)動裝置直接致動廢氣門閥，以調(diào)整廢氣門閥位置。多個聯(lián)動裝置允許電動馬達被設(shè)置為遠離布置廢氣門的排氣通道，以便降低由于熱暴露導(dǎo)致的電動馬達退化的可能性?；诒获罱又笼X輪箱輸出軸并提供廢氣門閥位置指示的位置傳感器的反饋控制電動馬達。
[0004]然而，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到這種方法的若干潛在問題。例如，盡管齒輪箱輸出軸傳感器提供齒輪箱輸出軸位置檢測，并且基于齒輪箱輸出軸位置的信息調(diào)整廢氣門閥，但傳感器不提供廢氣門的末端止動的指示。具體地，廢氣門的末端止動可以包括廢氣門閥與閥座適當(dāng)對齊以充分阻止氣體流過廢氣門的位置。另一方面，末端止動可以包括廢氣門閥完全打開的位置。
[0005]在上述方法中，齒輪箱輸出軸傳感器不提供廢氣門閥位置相對于閥座位置的指示。在不了解廢氣門閥的末端止動的情況下，當(dāng)廢氣門閥被命令到關(guān)閉位置時，廢氣門閥位置可能會被過多調(diào)整，從而引起廢氣門閥以高速沖擊閥座。由于過多調(diào)整廢氣門閥，會增加噪聲、振動與不舒適性(NVH)狀況和閥座的磨損。此外，閉環(huán)控制系統(tǒng)可能會將過多電流施加于廢氣門，以試圖將廢氣門閥移動至物理上不可能到達的期望停止位置，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)中的高應(yīng)力。另一方面，廢氣門閥位置可能會被過少調(diào)整，從而引起廢氣門閥不適當(dāng)?shù)孛芊忾y座，導(dǎo)致減小升壓壓力的不期望的氣流通過廢氣門。
[0006]此外，廢氣門閥和多個聯(lián)動裝置可以暴露在渦輪內(nèi)的會影響位置傳感器輸出的準(zhǔn)確性的高溫下。例如，隨著溫度變化，多個聯(lián)動裝置改變長度。在一些情況下，這樣的長度的改變會引起在廢氣門閥的末端止動位置被齒輪箱輸出軸傳感器指示之前到達該位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，在一個示例中，可以通過一種方法至少部分地解決一些上述問題，該方法包含:在廢氣門位置傳感器的校準(zhǔn)期間:將廢氣門閥調(diào)整至第一末端止動位置；使第一反饋位置與第一末端止動位置相關(guān)聯(lián)，將廢氣門閥調(diào)整至第二末端止動位置，使第二反饋位置與第二末端止動位置相關(guān)聯(lián)，以及基于第一反饋位置和第二反饋位置調(diào)整位置傳感器增.、/■
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[0008]通過檢測廢氣門閥的末端止動(閥座)位置并提供廢氣門閥相對于末端止動位置的反饋控制，可以提高關(guān)于使廢氣門閥與閥座對齊以關(guān)閉廢氣門的控制準(zhǔn)確性。以此方式，將會減少廢氣門閥與閥座之間的高沖擊，并且會減少NVH狀況。而且，末端止動檢測和對應(yīng)的位置傳感器校準(zhǔn)會提高廢氣門升程控制準(zhǔn)確性，這進而會提高升壓控制準(zhǔn)確性。
[0009]應(yīng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在隨后的【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍被緊隨【具體實施方式】之后的權(quán)利要求限定。另外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]參照附圖，通過閱讀非限制性實施例的【具體實施方式】，將會更好地理解本公開的主題，其中:
[0011]圖1示出了根據(jù)本公開的實施例的包括渦輪增壓器的發(fā)動機系統(tǒng)。
[0012]圖2示出了根據(jù)本公開的實施例的可以在渦輪增壓器中實施的電致動的廢氣門。
[0013]圖3示出了根據(jù)本公開的實施例的用于檢測電致動的廢氣門的末端止動(閥座)位置的方法。
[0014]圖4示出了根據(jù)本公開的實施例的用于基于檢測的廢氣門閥的(閥座)位置校準(zhǔn)位置傳感器的方法。

【具體實施方式】
[0015]提供了用于檢測渦輪增壓器的渦輪中的廢氣門閥的末端止動位置的各種系統(tǒng)和方法。廢氣門閥的末端止動位置可以包括廢氣門閥與閥座適當(dāng)對齊以充分阻止氣體流過廢氣門(例如，小于總氣流的5%)的位置。另一方面，末端止動位置可以包括廢氣門閥完全打開的位置。
[0016]在一個示例中，末端止動檢測程序包括命令廢氣門閥從完全打開的位置到完全關(guān)閉的位置的整個行程。當(dāng)廢氣門閥被命令到末端止動位置時，可以檢查多個狀況以確定廢氣門閥是否確實被定位在末端止動位置處。例如，多個狀況可以包括:在穩(wěn)態(tài)狀況中廢氣門閥的反饋位置信號與廢氣門閥的被命令的位置信號之差大于預(yù)先確定的閾值值；電動馬達的速度小于閾值速度(例如，基本為零)；以及廢氣門閥的反饋位置信號值在指示到達末端止動位置的上限閾值與指示被命令的關(guān)閉廢氣門閥的信號的下限閾值之間。如果這些狀況都符合，那么廢氣門閥可以被斷定為處于末端止動位置處。在此時間期間的廢氣門閥位置傳感器讀數(shù)提供如果符合狀況，可以與特定末端位置相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)的電壓。
[0017]末端止動檢測可以在廢氣門閥位置傳感器校準(zhǔn)策略中使用?？梢栽谡麄€發(fā)動機運行期間執(zhí)行廢氣門閥位置傳感器校準(zhǔn)策略，以便隨著工況變化而適應(yīng)廢氣門致動器的物理變化。具體地，因為廢氣門致動器會暴露在渦輪增壓器內(nèi)的高溫下，所以將廢氣門閥連接至電動馬達的多個聯(lián)動裝置會改變長度，并且這樣的長度的改變會影響位置傳感器的準(zhǔn)確性。因此，可以在整個運行期間執(zhí)行位置傳感器校準(zhǔn)策略，以維持廢氣門閥位置傳感器輸出的準(zhǔn)確性。
[0018]此外，因為末端止動檢測需要廢氣門閥在關(guān)閉位置與打開位置之間的整個行程被調(diào)整，所以在一些情況下這種末端止動檢測會干擾運行。因此，可以在廢氣門閥的整個行程對發(fā)動機運行具有很小或沒有影響的特定工況期間執(zhí)行末端止動檢測程序。
[0019]圖1是示出了示例發(fā)動機10的示意圖，發(fā)動機10可以被包括在汽車的推進系統(tǒng)中。發(fā)動機10被顯示為具有四個汽缸30。然而，根據(jù)本公開可以使用其他數(shù)量的汽缸。發(fā)動機10可以至少部分地被包括控制器12的控制系統(tǒng)以及經(jīng)由輸入裝置130來自車輛操作者132的輸入來控制。在這個示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的每個燃燒室(例如，汽缸)30可以包括燃燒室壁，活塞(未示出)被設(shè)置在其中。活塞可以被耦接至曲軸40，使得活塞的往復(fù)運動被轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可以經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)耦接至車輛的至少一個驅(qū)動輪。另外，起動機馬達可以經(jīng)由飛輪耦接至曲軸40，以能夠起動發(fā)動機10的運行。
[0020]燃燒室30可以經(jīng)由進氣通道42從進氣歧管44接收進氣空氣，并且可以經(jīng)由排氣通道48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣歧管46可以經(jīng)由各自的進氣門和排氣門與燃燒室30選擇性地連通。在一些實施例中，燃燒室30可以包括兩個或更多個進氣門和/或兩個或更多個排氣門。
[0021]燃料噴射器50被顯示為直接耦接至燃燒室30，用于與從控制器12接收的信號的脈沖寬度FPW成比例地將燃料直接噴射進其中。以此方式，燃料噴射器50提供到燃燒室30內(nèi)的所謂的燃料的直接噴射。例如，燃料噴射器可以被安裝在燃燒室的側(cè)部或燃燒室的頂部。燃料可以通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌道的燃料系統(tǒng)(未示出)輸送至燃料噴射器50。在一些實施例中，燃燒室30可以可替代地或另外地包括以如下構(gòu)造布置在進氣歧管44中的燃料噴射器，該構(gòu)造提供了到每個燃燒室30上游的進氣道的所謂的燃料的進氣道噴射。
[0022]進氣通道42可以包括分別具有節(jié)流板22和24的節(jié)氣門21和23。在這個具體示例中，控制器12可以通過提供給包括在節(jié)氣門21和23內(nèi)的致動器的信號改變節(jié)流板22和24的位置。在一個示例中，致動器可以是電動致動器(例如，電動馬達)，這種構(gòu)造通常被稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)。以此方式，節(jié)氣門21和23可以被運行以改變提供給在其他發(fā)動機汽缸中的燃燒室30的進氣空氣。節(jié)流板22和24的位置可以通過節(jié)氣門位置信號TP提供給控制器12。進氣通道42可以進一步包括質(zhì)量空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122，用于向控制器12提供各自的信號MAF (質(zhì)量空氣流量)和MAP (歧管空氣壓力)。在一些實施例中，一個或更多個節(jié)氣門可以被省略。
[0023]排氣通道48可以接收來自汽缸30的排氣。排氣傳感器128被示為耦接至渦輪62和排放控制裝置78上游的排氣通道48。傳感器128可以選自用于提供排氣空燃比指示的任何合適的傳感器，諸如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO、NOx, HC或CO傳感器。排放控制裝置78可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其他排放控制裝置或其組合。
[0024]在一些實施例中，傳感器128可以包括排氣溫度傳感器，其被配置為測量排氣通道48中的排氣溫度?？商娲兀梢曰诎l(fā)動機工況(諸如轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、空燃比(AFR)、火花延遲等)推測排氣溫度。
[0025]控制器12在圖1中被示為微型計算機，其包括微處理單元102、輸入/輸出端口104、在這個具體示例中作為只讀存儲芯片106示出的用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲介質(zhì)(存儲設(shè)備、存儲裝置等)、隨機存取存儲器108、?；畲嫒∑?10和數(shù)據(jù)總線。控制器12可以接收來自耦接至發(fā)動機10的傳感器的各種信號，除了之前所討論的那些信號外，還包括:來自質(zhì)量空氣流量傳感器120的進入質(zhì)量空氣流量(MAF)的測量值；來自示意地顯示在發(fā)動機10內(nèi)的一個位置中的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻液溫度(ECT);來自耦接至曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118 (或其他類型)的表面點火感測信號(PIP);來自如所討論的節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及來自如所討論的傳感器122的歧管絕對壓力信號MAP。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號RPM可以由控制器12根據(jù)信號PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以被用來提供進氣歧管44中的真空或壓力的指示。注意，可以使用上述傳感器的各種組合，諸如有MAF傳感器而沒有MAP傳感器，或反之亦然。在化學(xué)計量操作期間，MAP傳感器可以給出發(fā)動機扭矩的指示。另外，這個傳感器連同所檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以提供被引入氣缸內(nèi)的充氣(包括空氣)的估計。在一個示例中，也用作發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器118可以在曲軸40的每次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間距脈沖。在一些示例中，存儲介質(zhì)只讀存儲器106可以用計算機可讀數(shù)據(jù)編程，該計算機可讀數(shù)據(jù)表示可由處理器102執(zhí)行的指令，用于實現(xiàn)以下所述方法以及期望但沒有具體列出的其他變體。
[0026]發(fā)動機10還可以包括渦輪增壓器59，渦輪增壓器59至少包括沿進氣歧管44布置的壓縮機60。渦輪62可以經(jīng)由諸如軸或其他耦接裝置至少部分地驅(qū)動壓縮機60。渦輪62可以沿排氣通道48布置?？梢蕴峁└鞣N配置以驅(qū)動壓縮機?？梢酝ㄟ^控制器12改變經(jīng)由渦輪增壓器59提供給發(fā)動機的一個或更多個汽缸的壓縮量。在一些情況下，例如，渦輪62可以驅(qū)動發(fā)電機64,以經(jīng)由潤輪驅(qū)動器68向電池66提供電力。來自電池的66的電力然后可以被用來經(jīng)由馬達70驅(qū)動壓縮機60。另外，傳感器123可以布置在進氣歧管44中，用于向控制器12提供指示渦輪增壓器壓力水平的升壓(BOOST)信號。
[0027]另外，排氣通道48可以包括廢氣門26，用于使排氣轉(zhuǎn)向遠離渦輪62。在一些實施例中，廢氣門26可以是多級廢氣門，諸如二級廢氣門，其中第一級被配置為控制升壓壓力，而第二級被配置為增加到排放控制裝置78的熱通量。可以利用致動器150使廢氣門26運行，例如，致動器150可以是電動致動器。在一些實施例中，致動器150可以是電動馬達，其可以被控制器12控制，以調(diào)整廢氣門閥的位置。將會在下文中參照圖2更詳細地討論關(guān)于廢氣門26和致動器150的其他細節(jié)。
[0028]進氣通道42可以包括壓縮機旁通閥27，其被配置為使進氣圍繞壓縮機60轉(zhuǎn)向。例如，當(dāng)希望更低的升壓壓力時，控制器12可以通過該致動器(例如，致動器150)控制廢氣門26和/或壓縮機旁通閥27打開。
[0029]進氣通道42還可以包括增壓空氣冷卻器(CAC) 80 (例如，中間冷卻器)，以降低渦輪增壓的或機械增壓的進氣的溫度。在一些實施例中，增壓空氣冷卻器80可以是空氣到空氣的熱交換器。在其他實施例中，增壓空氣冷卻器80可以是空氣到液體的熱交換器。
[0030]另外，在所公開的實施例中，排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)可以經(jīng)由EGR通道140將期望部分的排氣從排氣歧管48送至進氣通道42?？刂破?2可以經(jīng)由EGR閥142改變提供給進氣通道42的EGR量。另外，EGR傳感器可以被布置在EGR通道內(nèi)，并且可以提供排氣的壓力、溫度和濃度中的一個或更多個的指示。可替代地，可以通過基于來自MAF傳感器(上游)、MAP (進氣歧管)、MAT (歧管氣體溫度)和曲軸轉(zhuǎn)速傳感器的信號的計算值控制EGR。另外，可以基于排氣氧傳感器和/或進氣氧傳感器(進氣歧管)控制EGR。在一些情況下，EGR系統(tǒng)可以被用來調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的空氣與燃料混合物的溫度。圖1示出了高壓EGR系統(tǒng)，其中EGR從渦輪增壓器的渦輪的上游被送至渦輪增壓器的壓縮機的下游。在其他實施例中，額外地或可替代地，發(fā)動機可以包括低壓EGR系統(tǒng)，其中EGR從渦輪增壓器的渦輪的下游被送至渦輪增壓器的壓縮機的上游。
[0031]圖2示出了根據(jù)本公開的實施例的可以在渦輪增壓器中實施的電致動的廢氣門200。例如，廢氣門200可以被實施為圖1所示的廢氣門26。廢氣門200可以包括由廢氣門致動器204可以經(jīng)由多個聯(lián)動裝置206致動的廢氣門閥202。在所示的實施例中，廢氣門200是電動廢氣門，而廢氣門致動器204包括電動馬達214。電動馬達214經(jīng)由多個聯(lián)動裝置206將驅(qū)動力傳遞給廢氣門閥202，以使廢氣門閥在完全關(guān)閉的位置與完全打開的位置(例如，末端止動位置)之間以及其間的任何位置之間轉(zhuǎn)變。當(dāng)處在完全關(guān)閉的位置時，廢氣門閥202可以與閥座210對齊，以充分阻止排氣流過廢氣門200。另一方面，廢氣門200包括通風(fēng)口 208，當(dāng)廢氣門閥202未處在廢氣門閥與閥座對齊的完全關(guān)閉的位置時，通風(fēng)口208可以接收并排出來自排氣歧管212的氣體。因此，可以通過經(jīng)由電動致動器214驅(qū)動廢氣門閥202至少部分地控制供應(yīng)給發(fā)動機的升壓量，由此改變廢氣門閥202的位置和到達進氣歧管的氣體量。
[0032]廢氣門致動器204可以包括電動馬達214以及將動力從電動馬達214傳遞至多個聯(lián)動裝置206的輸出齒輪216。多個聯(lián)動裝置206可以允許廢氣門致動器204被定位為遠離廢氣門閥202和排氣歧管212，以便廢氣門致動器可以比廢氣門閥暴露于更少的熱。多個聯(lián)動裝置可以以任何合適的方式傳遞自電動馬達的動力輸出，以調(diào)整廢氣門閥的位置。通過將廢氣門致動器設(shè)置為遠離排氣歧管，可以降低由于熱暴露導(dǎo)致的退化的可能性。
[0033]在一些實施例中，廢氣門200還包括偏置裝置。偏置裝置可以被選擇為供應(yīng)將廢氣門閥202維持在完全關(guān)閉的位置的高達閾值壓力的閉合力。供應(yīng)給廢氣門致動器的電流可以被選擇為引起偏置裝置(諸如彈簧)的閉合力。應(yīng)認(rèn)識到，各種合適的結(jié)構(gòu)可以被用來向廢氣門閥202供應(yīng)偏置或附加的閉合力。在采用彈簧的情況下，彈簧常數(shù)可以被選擇為供應(yīng)高達特定閾值壓力的閉合力，并且向發(fā)動機供應(yīng)足夠的升壓。
[0034]廢氣門位置傳感器218可以被耦接至廢氣門致動器204，以提供廢氣門閥202的位置的指示。例如，位置傳感器218可以測量電動馬達214的輸出齒輪216的旋轉(zhuǎn)角度，其對應(yīng)于廢氣門閥202的位置。具體地，電動馬達214可以具有運動的旋轉(zhuǎn)范圍，其對應(yīng)于廢氣門閥202的運行范圍。位置傳感器218可以向控制器220提供廢氣門閥位置的指示。
[0035]控制器220可以被配置為控制電動馬達214的運行，以調(diào)整廢氣門閥202的位置，由此控制由發(fā)動機的渦輪增壓器提供的升壓水平。在一個示例中，控制器220對應(yīng)于圖1所示的控制器12。更具體地，控制器220可以被配置為基于來自位置傳感器218相對于確定的廢氣門閥的末端止動位置的反饋調(diào)整廢氣門閥202的位置。
[0036]在一個示例中，控制器220可以被配置為執(zhí)行末端止動檢測程序以確定廢氣門閥202的末端止動位置。具體地，控制器220可以被配置為經(jīng)由電動馬達214的控制命令廢氣門閥202從完全打開的位置到完全關(guān)閉的位置的整個行程，以便在每次行程結(jié)束的時候確定對應(yīng)的末端止動位置。當(dāng)廢氣門閥202被命令到行程結(jié)束的時候，檢查以下狀況:當(dāng)信號處于穩(wěn)態(tài)狀況時(例如，信號指示廢氣門閥處于行程結(jié)束)，確定廢氣門閥的反饋位置信號與被命令的位置信號之間的差是否超過預(yù)先確定的閾值；確定廢氣門致動器204的速度是否低于預(yù)先確定的閾值(例如，基本為零)；以及對應(yīng)于被命令的位置的電流信號在兩個預(yù)先確定的閾值水平之間。例如，除了其他狀況，上限水平可以指示到達末端止動位置。下限水平可以指示廢氣門200被完全關(guān)閉使得廢氣門閥202與閥座210的順應(yīng)結(jié)構(gòu)對齊的最小水平。如果這些狀況都符合，那么斷定廢氣門閥處于末端止動位置處，并且控制器220可以在末端止動檢測間隔期間設(shè)定位置傳感器電壓讀數(shù)為對應(yīng)于特定末端止動位置的電壓。
[0037]在一些實施例中，在末端止動檢測間隔期間，可以過濾位置傳感器信號讀數(shù)(除了被命令的位置信號)，以便基于在可以為特定末端止動位置提供電壓的預(yù)先確定的時間間隔的計算區(qū)間上的積分獲得平均值。
[0038]控制器220可以被配置為在整個運行期間重復(fù)位置傳感器校準(zhǔn)順序，以隨著工況變化維持廢氣門閥的控制準(zhǔn)確性。例如，可以經(jīng)常執(zhí)行校準(zhǔn)，因為廢氣門可能在渦輪增壓器內(nèi)暴露于能夠影響位置傳感器輸出的準(zhǔn)確性的高溫下。此外，廢氣門電動馬達會產(chǎn)生影響位置傳感器的準(zhǔn)確性的熱量。
[0039]在一些實施例中，控制器220可以被配置為以指定的時間間隔執(zhí)行位置傳感器校準(zhǔn)程序。在一些實施例中，控制器220可以被配置為在命令廢氣門閥的整個行程不會干擾渦輪增壓器的運行的情況下執(zhí)行位置傳感器校準(zhǔn)程序。具體地，由于位置傳感器校準(zhǔn)程序會干擾渦輪增壓器的運行，因此可能希望在干擾渦輪增壓器的運行可以不使車輛的駕駛性能退化的情況下執(zhí)行程序。例如，控制器220可以被配置為在發(fā)動機怠速狀況期間執(zhí)行廢氣門位置傳感器校準(zhǔn)程序。更具體地，可以在沒有將會提高渦輪增壓器壓力水平的車輛加速的車輛操作者輸入的指示時的發(fā)動機怠速狀況期間執(zhí)行校準(zhǔn)程序。在一個示例中，可以在發(fā)動機啟動時的怠速狀況期間執(zhí)行校準(zhǔn)程序。
[0040]在另一示例中，可以在減速燃料切斷(DFSO)狀況期間執(zhí)行校準(zhǔn)程序。例如，DFSO狀況可以在燃料噴射被切斷、節(jié)氣門被關(guān)閉并且發(fā)動機正在比怠速轉(zhuǎn)速更快地運行時的車輛滑行期間發(fā)生。DFSO狀況可以產(chǎn)生不同的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。因為不存在對渦輪增壓器壓力的即將使用，因為車輛正在減速，所以可以在DFSO狀況期間執(zhí)行校準(zhǔn)程序。因此，打開廢氣門以執(zhí)行校準(zhǔn)程序不會干擾在DFSO狀況期間車輛的駕駛性能。
[0041]應(yīng)認(rèn)識到，在不違背本公開范圍的情況下，控制器220可以被配置為檢測不干擾車輛駕駛性能以執(zhí)行校準(zhǔn)程序的任何合適的狀況。
[0042]應(yīng)認(rèn)識到，在不違背本公開范圍的情況下，可以使用各種合適的廢氣門布置，并且各種合適的廢氣門布置會例如取決于機械設(shè)計和封裝限制。
[0043]上述配置能用于檢測廢氣門閥的末端止動位置并基于檢測的末端止動位置校準(zhǔn)位置傳感器的各種方法。因此，繼續(xù)參照上述配置以示例的方式描述若干此類方法。然而，應(yīng)理解，可以經(jīng)由其他配置實現(xiàn)完全在本公開范圍內(nèi)的這些方法以及其他方法。
[0044]圖3示出了根據(jù)本公開的實施例的用于檢測電致動的廢氣門閥的末端止動位置的方法300。例如，該方法可以由圖1的控制器12或圖2的控制器220執(zhí)行。在302處，方法300可以包括，確定工況。例如，確定工況可以包括:接收指示車輛運行參數(shù)的傳感器信號，并計算或推測各種運行參數(shù)。另外，確定工況可以包括確定車輛的部件和致動器的狀態(tài)。在一個示例中，可以被確定的運行參數(shù)包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、渦輪增壓器壓力、廢氣門閥位置(例如，電壓)、廢氣門致動器速度等。
[0045]在304處，方法300可以包括，命令廢氣門閥到末端止動位置。例如，可以通過控制率禹接至廢氣門閥的電動馬達來執(zhí)行命令。在一個具體示例中，命令包括命令廢氣門閥從完全打開的位置到完全關(guān)閉的位置的整個行程。
[0046]在306處，方法300可以包括，確定當(dāng)信號處于穩(wěn)態(tài)狀況時廢氣門閥的命令信號與反饋位置信號之差是否大于預(yù)先確定的閾值值。例如，反饋位置信號可以由位置傳感器(諸如圖2所示的傳感器218)提供。確定可以被執(zhí)行以核實廢氣門閥確實移動至被命令的位置。如果當(dāng)信號處于穩(wěn)態(tài)狀況時命令信號與反饋位置信號之差大于預(yù)先確定的閾值值，那么方法300移動到308。否則，方法300返回到其他操作。
[0047]在308處，方法300可以包括，確定廢氣門致動器速度是否小于閾值速度值。例如，閾值速度值可以基本為零或剛好大于零。在一個示例中，確定的速度可以是圖2所示的電動馬達214的。確定可以被執(zhí)行以核實廢氣門閥是否處于穩(wěn)態(tài)位置。如果廢氣門致動器速度小于閾值速度值，那么方法300移動到310。否則，方法300返回到其他操作。
[0048]在310處，如果這些狀況都滿足，那么廢氣門閥被確定為處于末端止動位置，并且位置傳感器反饋信號與末端止動位置相關(guān)聯(lián)。在一些實施例中，在處于末端止動位置的時間期間，可以過濾所有反饋信號，以便基于在測試階段或預(yù)先確定的時間間隔的計算區(qū)間內(nèi)的積分獲得平均值。在此時間期間的傳感器讀數(shù)的平均值提供與該特定末端止動位置相關(guān)聯(lián)的傳感器信號水平(例如，電壓)。
[0049]一旦末端止動位置被確定，該方法就可以被重復(fù)，以確定其他末端止動位置。具體地，廢氣門閥可以被命令到其他末端止動位置，并且序列可以被重復(fù)，以及在廢氣門閥被斷定處于其他末端止動位置之后，位置傳感器的讀數(shù)可以與其他末端止動位置的新位置傳感器信號相關(guān)聯(lián)?？梢砸灶A(yù)先確定的時間間隔執(zhí)行該末端止動檢測程序。在每個末端止動位置(例如，頂部和底部)處所花費的時間是可調(diào)整的。
[0050]可以執(zhí)行上述方法以確定廢氣門閥的末端止動位置。確定的末端止動位置可以在本文中所描述的位置傳感器校準(zhǔn)策略中使用。
[0051]圖4示出了本公開的實施例的用于基于檢測的廢氣門閥的末端止動位置校準(zhǔn)位置傳感器的方法400。例如，該方法可以由圖1的控制器12或圖2的控制器220執(zhí)行。在402處，方法400可以包括，確定工況。
[0052]在404處，方法400可以包括，確定工況是否適合于執(zhí)行末端止動檢測和位置傳感器校準(zhǔn)。如上所述，在一些狀況下，末端止動檢測程序可以是干擾的操作，因為廢氣門閥的整個行程被命令，以便在每次行程結(jié)束的時候確定末端止動位置。因此，可以確定工況是否適合于命令廢氣門閥的整個行程而不會干擾或最低程度地干擾車輛的駕駛性能。
[0053]例如，合適的工況包括發(fā)動機怠速狀況。更具體地，可以在沒有來自車輛操作者輸入的將會提高渦輪增壓器壓力水平的車輛加速指示時的發(fā)動機怠速狀況期間執(zhí)行校準(zhǔn)程序。在一個示例中，可以在發(fā)動機啟動時的怠速狀況期間執(zhí)行校準(zhǔn)程序。在另一示例中，可以在廢氣門打開以降低渦輪增壓器壓力水平的狀況期間執(zhí)行校準(zhǔn)程序。在另一示例中，可以在減速燃料切斷(DFSO)狀況期間執(zhí)行校準(zhǔn)程序。應(yīng)認(rèn)識到，在不違背本公開的情況下，都可以確定不干擾車輛駕駛性能的任何合適的狀況來執(zhí)行校準(zhǔn)程序。如果確定工況適合于執(zhí)行位置傳感器校準(zhǔn)，那么方法400移動到406。否則，方法400返回到其他操作。
[0054]在406處，方法400可以包括，命令廢氣門閥到完全打開的位置。
[0055]在408處，方法400可以包括，執(zhí)行末端止動檢測程序以確定廢氣門閥的完全打開的末端止動位置。由于執(zhí)行末端止動檢測程序，因此末端止動位置可以與位置傳感器信號電壓相關(guān)聯(lián)。例如，可以被執(zhí)行的末端止動檢測程序可以包括圖3所示的方法300。
[0056]在410處，方法400可以包括，命令廢氣門閥到完全關(guān)閉的位置。換句話說，廢氣門閥的整個行程可以被執(zhí)行。
[0057]在412處，方法400可以包括，執(zhí)行末端止動檢測程序以確定廢氣門閥的完全關(guān)閉的末端止動位置。由于執(zhí)行末端止動檢測程序，因此末端止動位置可以與位置傳感器信號電壓相關(guān)聯(lián)。例如，可以被執(zhí)行的末端止動檢測程序可以包括圖3所示的方法300。應(yīng)認(rèn)識至IJ，在不違背本公開的情況下，可以轉(zhuǎn)變末端止動位置被檢測的順序。
[0058]在414處，方法400可以包括，基于確定的末端止動位置來確定廢氣門位置傳感器增益。具體地，末端止動位置傳感器電壓讀數(shù)都可以被用來計算用于在末端止動位置之間調(diào)整廢氣門閥的新傳感器增益。
[0059]在一些實施例中，可以以預(yù)先確定的時間間隔重復(fù)傳感器校準(zhǔn)序列，以維持廢氣門位置傳感器的校準(zhǔn)。在一些實施例中，當(dāng)運行溫度變化得足以影響廢氣門的部件的物理特性時，可以重復(fù)傳感器校準(zhǔn)序列。因此，在車輛的整個運行期間，甚至當(dāng)廢氣門的部件經(jīng)受由于工況的變化導(dǎo)致的物理變化(例如，由于熱暴露導(dǎo)致的聯(lián)動裝置的膨脹)時，也可以維持廢氣門的準(zhǔn)確控制。
[0060]應(yīng)理解，在本文中公開的示例控制和估算程序能夠與各種系統(tǒng)配置一起使用。這些程序可以表示一個或多個不同的處理策略，諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等。因此，所公開的過程步驟(操作、功能和/或動作)可以表示被編程在電子控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)內(nèi)的代碼。
[0061]應(yīng)理解，在一些實施例中，在本文中說明的和/或描述的一些處理步驟在不違背本公開的范圍的情況下可以被省略。同樣，為了實現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果，不可能總是需要指出的過程步驟序列，但是為了便于圖釋和說明而提供了所述處理步驟序列。取決于所使用的特定策略，所示出的動作、功能或操作中的一個或更多個可以被重復(fù)執(zhí)行。
[0062]最后，應(yīng)理解，在本文中所描述的項目、系統(tǒng)和方法實質(zhì)上是示例性的，并且這些具體實施例或示例不被認(rèn)為是限制性的，因為多種變體是可預(yù)期的。因此，本公開包括在本文中所公開的各種系統(tǒng)和方法以及其任何和所有等同物的所有新穎和非顯而易見的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，其包含: 在廢氣門位置傳感器的校準(zhǔn)期間: 將廢氣門閥調(diào)整至第一末端止動位置； 使第一反饋位置與所述第一末端止動位置相關(guān)聯(lián)； 將所述廢氣門閥調(diào)整至第二末端止動位置； 使第二反饋位置與所述第二末端止動位置相關(guān)聯(lián)；以及 基于所述第一反饋位置和所述第二反饋位置調(diào)整位置傳感器增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一末端止動位置是所述廢氣門閥與閥座對齊以充分阻止排氣流的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二末端止動位置是所述廢氣門的完全打開的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中響應(yīng)于當(dāng)反饋位置信號和被命令的位置信號處于穩(wěn)態(tài)狀況時所述位置傳感器的所述反饋位置信號與所述被命令的位置信號之差大于差閾值值并且電動致動器速度小于速度閾值值，使所述第一反饋位置與所述第一末端止動位置相關(guān)聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中響應(yīng)于當(dāng)反饋位置信號和被命令的位置信號處于穩(wěn)態(tài)狀況時所述位置傳感器的所述反饋位置信號與所述被命令的位置信號之差大于差閾值值并且電動致動器速度小于速度閾值值，使所述第二反饋位置與所述第二末端止動位置相關(guān)聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使所述第一反饋位置信號與所述第一末端止動位置相關(guān)聯(lián)包括，確定在所述廢氣門閥處于所述第一末端止動位置的測試階段期間的位置傳感器信號讀數(shù)的平均值，并且使所述平均值與所述第一末端止動位置相關(guān)聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使所述第二反饋位置信號與所述第二末端止動位置相關(guān)聯(lián)包括，確定在所述廢氣門閥處于所述第二末端止動位置的測試階段期間的位置傳感器信號讀數(shù)的平均值，并且使所述平均值與所述第二末端止動位置相關(guān)聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在校準(zhǔn)工況期間執(zhí)行所述廢氣門位置傳感器的校準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述校準(zhǔn)工況包括發(fā)動機怠速狀況。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述校準(zhǔn)工況包括減速燃料切斷狀況。
11.一種用于校準(zhǔn)廢氣門位置傳感器的方法，其包含: 在校準(zhǔn)工況期間， 控制電動致動器將廢氣門閥調(diào)整至第一末端止動位置； 使所述廢氣門位置傳感器的第一反饋位置信號與所述第一末端止動位置相關(guān)聯(lián)； 控制所述電動致動器將所述廢氣門閥調(diào)整至第二末端止動位置； 使所述廢氣門位置傳感器的第二反饋位置信號與所述第二末端止動位置相關(guān)聯(lián)；以及 基于所述第一反饋位置信號和所述第二反饋位置信號調(diào)整位置傳感器增益。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述校準(zhǔn)工況包括所述廢氣門閥的整個行程被命令以控制渦輪增壓器壓力的發(fā)動機工況。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述校準(zhǔn)工況包括發(fā)動機怠速狀況。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述校準(zhǔn)工況包括減速燃料切斷狀況。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一末端止動位置是完全關(guān)閉的位置，而所述第二末端止動位置是完全打開的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中使第一反饋位置信號相關(guān)聯(lián)包括，確定在所述廢氣門閥處于所述第一末端止動位置的測試階段期間的位置傳感器信號讀數(shù)的第一平均值，并且使所述第一平均值與所述第一末端止動位置相關(guān)聯(lián)；而使第二反饋位置信號相關(guān)聯(lián)包括，確定在所述廢氣門閥處于所述第二末端止動位置的測試階段期間的位置傳感器信號讀數(shù)的第二平均值，并且使所述第二平均值與所述第二末端止動位置相關(guān)聯(lián)。
17.—種方法,其包含: 控制電動致動器將廢氣門閥調(diào)整至第一末端止動位置；以及 如果當(dāng)?shù)谝环答佄恢眯盘柡偷谝槐幻畹奈恢眯盘柼幱诜€(wěn)態(tài)狀況時所述第一反饋位置信號與所述第一被命令的位置信號之差大于差閾值值并且電動致動器速度小于速度閾值值，則使所述第一反饋位置與所述第一末端止動位置相關(guān)聯(lián)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中使所述第一反饋位置信號相關(guān)聯(lián)包括，確定在所述廢氣門閥處于所述第一末端止動位置的測試階段期間的位置傳感器信號讀數(shù)的平均值，并且使所述平均值與所述第一末端止動位置相關(guān)聯(lián)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其還包含: 控制電動致動器將所述廢氣門閥調(diào)整至第二末端止動位置；以及 如果當(dāng)?shù)诙答佄恢眯盘柡偷诙幻畹奈恢眯盘柼幱诜€(wěn)態(tài)狀況時所述第二反饋位置信號與所述第二被命令的位置信號之差大于差閾值值并且電動致動器速度小于速度閾值值，則使所述第二反饋位置與所述第二末端止動位置相關(guān)聯(lián)；以及 基于所述第一反饋位置信號和所述第二反饋位置信號調(diào)整位置傳感器增益。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中使所述第二反饋位置信號相關(guān)聯(lián)包括，確定在所述廢氣門閥處于所述第二末端止動位置的測試階段期間的位置傳感器信號讀數(shù)的平均值，并且使所述平均值與所述第二末端止動位置相關(guān)聯(lián)。
【文檔編號】F02B37/18GK104165090SQ201410200485
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】V·V·可可圖維克, 王沿 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司