废气门控制的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本公开的领域涉及涡轮增压器中废气门的控制。
【背景技术】
[0002]—些内燃发动机使用诸如涡轮增压器的压缩装置增加发动机扭矩/功率输出密度。在一种示例中，涡轮增压器可以包括压缩机和由驱动轴连接的涡轮，其中涡轮被耦接至发动机的排气歧管侧，而压缩机被耦接至发动机的进气歧管侧。以此方式，排气驱动的涡轮向压缩机供应能量以增大进气歧管中的压力(例如，升压，或升压压力)并增加进入发动机的空气流量。可以通过调整到达涡轮的气体量，例如使用废气门，控制升压。驱动器可以经由连杆机构被可操作地耦接至废气门阀且被驱动以基于工况将废气门阀定位在完全打开位置和完全关闭位置之间的任何地方(例如，在气门座处)以实现期望的升压。例如，驱动器可以是电动驱动器，诸如电动马达。
[0003]涡轮增压器可能始终暴露于高的环境温度，例如，由于接近热排气流。因此，相对长的连杆机构可以用于将废气门阀耦接至其关联的驱动器并降低驱动器与高温的接近度，从而防止驱动器由于这种高温而出现潜在退化。然而，这种类型的连杆机构可能出现噪声、振动和不舒适性(NVH)，诸如某种状况期间的喀嗒声(rattle)—例如，在连杆机构维持相对静止的时间期间或当关联的发动机怠速时。更一般地，这些问题可能出现在控制装置中，该控制装置使用伺服机构控制相对长的连杆机构。
[0004]在降低废气门驱动器中的NVH的一些方法中，在某些工况期间(例如，在发动机怠速期间)，废气门阀被迫关闭。在另一些方法中，偏置弹簧和/或其他机械部件(例如，减震器)在可能吸收振动的位置处耦接至废气门组件。
[0005]本文发明人已经认识到使用以上指出的方法的若干问题。在某些工况期间，对于其中废气门阀被迫关闭的方法，NVH可能被降低，采用这种控制的发动机展现的排放和燃料经济性可能被气门关闭产生的背压不利地影响。相反，偏置弹簧的添加可能增加施加在废气门驱动器上的负荷，这可能由于消耗增加的电流水平以克服增加的负荷而引起高驱动器温度而降低升压控制的质量并增加驱动器退化的风险。另外，其他机械部件的添加引入额外的成本和潜在的故障点，尤其是在出现过热的位置。
【发明内容】
[0006]因而提供运转废气门的各种方法。
[0007]在一种示例中，一种调节连杆(linked)气门驱动器系统的方法包括除应用反馈位置控制调节之外还应用非谐波(non-harmonic)振荡至连杆气门驱动器系统。
[0008]在一个更具体的示例中，非谐波振荡被应用于接近当不相当于连杆气门驱动器系统的气门座的废气门阀升程的子集。
[0009]在该示例的另一方面，非谐波振荡是伪正弦曲线(asinusoidal)。
[0010]在该示例的又一方面，非谐波振荡是周期性的并具有基于喀嗒声频率确定的叠加频率。
[0011]在该示例的再一方面，喀嗒声频率是连续时间之间的时间段，在该连续时间中，连杆气门驱动器系统的废气门阀与连杆气门驱动器系统的气门座接触。
[0012]在该示例的又一个进一步方面，基于乘以喀嗒声频率的常数进一步确定叠加频率，该常数是斐波纳契数的近似比率。
[0013]在上述示例中，废气门组件中的NVH可以被降低而不迫使废气门阀关闭或不利影响排放和燃料经济性。此外，可以避免与添加的零件关联的增加的成本、驱动器负荷、包装空间和潜在退化。与增加机械零件相反，车辆的废气门控制例程可以在车辆寿命的任意时间点利用这里描述的方法而增强，例如通过更新保持在发动机控制器中的指令。因而，通过这些动作实现该技术结果。
[0014]当单独或结合附图考虑时，根据下列【具体实施方式】，本描述的以上优点和其他优点以及本说明书的各种特征将更明显。
[0015]应当理解，提供以上
【发明内容】
是为了以简化形式介绍一些选择的概念，这些概念在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由紧随【具体实施方式】之后的权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0016]图1示出一种包括废气门的涡轮增压发动机的框图。
[0017]图2示出图1的废气门的示例性结构。
[0018]图3示出示例波形，该波形可以叠加在发送至图2的废气门结构的废气门驱动器的控制信号上。
[0019]图4A和图4B示出图示说明运转废气门的一种方法的流程图。
[0020]图5示出图示说明示例性行驶周期上的废气门阀升程的示例性映射图。
【具体实施方式】
[0021]利用复杂或长连杆机构以定位元件(诸如气门)的伺服机构在元件保持相对静止但最近的机械部件经历运动时，容易发出喀嗒声。一种这样的伺服机构可以是废气门驱动器，其使用相对长的连杆机构将驱动器的输出轴耦接至废气门以定位气门，从而控制输送至内燃发动机的升压量。在其中发动机处于怠速且废气门阀不被重新定位的时间期间，连杆机构会发出喀嗒声。在一些方法中，废气门阀紧靠气门座放置在完全关闭位置以避免喀嗒声。然而，这会产生背压，其能够不利影响排放和燃料经济性。在另一些方法中，偏置弹簧被添加至废气门阀驱动系统以阻止喀嗒声。然而，这种添加增加废气门驱动器上的负荷。其他机械部件(例如，减震器)可以被添加以减少喀嗒声，但由于这些部件接近高环境温度，因此引入耐用性和稳定性问题。
[0022]因此，提供运转废气门的各种方法。图1示出一种包括废气门的涡轮增压发动机的框图，图2示出图1的废气门的示例性结构。图3示出示例波形，该波形可以叠加在发送至图2的废气门结构的废气门驱动器的控制信号上，图4A和图4B示出图示说明运转废气门的方法的流程图，以及图5示出图示说明示例性行驶周期上的废气门阀升程的示例性映射图。图1的发动机还包括经配置以实行图4A和图4B所描绘的方法的控制器。
[0023]图1是示出一种示例发动机10的示意图，发动机10可以包括在汽车的推进系统中。发动机10被示出具有四个汽缸30。然而，根据本公开可以使用其他数量的汽缸。发动机10可以由包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作者132的输入至少部分地控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如，汽缸)30可以包括活塞(未示出)放置在其中的燃烧室壁。活塞可以耦接至曲轴40以便活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统(未示出)耦接至车辆的至少一个驱动轮。另外，起动器马达可以经由飞轮耦接至曲轴40以实现发动机10的起动运转。
[0024]燃烧室30可以经由进气道42接收来自进气歧管44的进气空气并且可以经由排气道48排出燃烧后的气体。进气歧管44和排气歧管46能够经由各自的进气门和排气门(未示出)与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
[0025]燃料喷射器50被示出直接耦接到燃烧室30，以与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到燃烧室30中。以此方式，燃料喷射器50提供到燃烧室30的燃料的所谓直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。燃料可以通过包括燃料箱、燃料栗和燃料导轨的燃料系统(未示出)被输送至燃料喷射器50。在一些实施例中，燃烧室30可以替代地或附加地包括以下列配置布置在进气歧管44中的燃料喷射器:其提供将燃料喷射至每个燃烧室30上游的进气道中的所谓进气道喷射。
[0026]进气道42可以包括分别具有节流板22和节流板24的节气门21和节气门23。在该具体示例中，节流板22、24的位置可以由控制器12经由提供至节气门21和23所包括的驱动器的信号改变。在一种示例中，驱动器可以是电动驱动器(例如，电动马达)，一种通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置。以此方式，节气门21、23可以被操作以改变提供至其他发动机汽缸中的燃烧室30的进气空气。节流板22、24的位置可以通过节气门位置信号TP提供至控制器12。进气道42可以进一步包括用于向控制器12提供相应信号MAF (质量空气流量)MAP (歧管空气压力)的质量空气流量传感器120、歧管空气压力传感器122和节气门入口压力传感器123。
[0027]排气道48可以接收来自汽缸30的排气。排气传感器128被示出耦接至涡轮62和排放控制装置78上游的排气道48。例如，传感器128可以选自用于提供排气空燃比的指示的各种合适传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、NOx, HC或CO传感器。排放控制装置78可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕