响应于温度的电动执行器的电流控制的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本公开的领域涉及涡轮增压器中的废气门控制。
【背景技术】
[0002]—些内燃发动机利用诸如涡轮增压器的压缩设备来增加发动机扭矩/功率输出密度。在一个示例中，涡轮增压器可以包括由驱动轴连接的压缩机和涡轮，其中涡轮耦接到发动机的排气歧管侧，而压缩机耦接到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，以增加进气歧管中的压力(例如，升压或升压压力)，并且增加进入发动机中的气流。可以通过例如使用废气门来调节到达涡轮的气体量，以此控制升压。执行器可以经由连杆机构可操作地耦接到废气门阀，并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(例如，在阀座处)之间的任何位置，从而实现期望的升压。执行器可以是电动执行器，例如，电动马达。
[0003]在某些情况下，由于邻近排气流，电动马达可能被暴露于高的周围温度下，并且例如由于连续接收高电流(例如，在一贯地期望高升压或最大升压的工况期间)，电动马达可能本身表现出高温。因此，可能期望估计电动马达的温度，以避免马达运转退化以及马达本身退化。
[0004]美国专利申请2013/0312406描述了用于控制排气涡轮增压器的废气门阀布置的电动执行器的方法。具体地，可以基于计算模型，从供应给执行器的发动机电压、电池电压及其操作电流来估计电动执行器的温度。
[0005]美国专利7，006，911描述了用于估计电动执行器的温度的系统。在一个示例中，部分地基于表示马达绕组(winding)电阻的电阻温度系数来估计电动执行器温度。
[0006]发明人在此已经认识到这类方法的若干问题。第一，基于供应给马达的电压及其操作电流来估计电动马达的温度可能是不准确的，并且在某些情况下，可能导致低估温度，这会导致马达运转退化并且因此导致升压控制退化。由于没有考虑到对马达温度的其他影响因素，例如部分由于邻近排气流而造成的周围环境温度，因此按照此类方法估计马达温度的准确性会被进一步降低。第二，所采取的防止马达退化的措施可能超过了确保正常马达运转所必要的措施，例如将供应给马达的电流减小了过多量，或者完全停止电流供应，这会使升压显著降低到低于期望的升压水平，并且不利地影响了车辆操作者的体验。替换地，减少供应给马达的电流可能不足以避免马达运转退化。
【发明内容】
[0007]由此提供了基于温度来控制到废气门执行器的电流供应的方法。
[0008]在一个示例中，用于操作废气门的方法包括，基于废气门执行器的温度，响应于电流限制而限制升压量。
[0009]在更具体的示例中，限制升压量包括，通过向废气门执行器供应至多等于电流限制的电流，将废气门执行器放置在最佳可能的位置。
[0010]在示例的另一方面，该温度是邻近废气门执行器的环境温度。
[0011]在示例的又一方面，该方法进一步包括，限制供应给发动机的燃料量。
[0012]在单独或结合附图阅读以下【具体实施方式】时，本发明的以上优点和其他优点及特征将是显而易见的。
[0013]应该理解，提供上述
【发明内容】
是为了以简化形式引入一批概念，这些概念将在【具体实施方式】中进一步描述。这并非意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上指出的或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0014]图1示出包括废气门的涡轮增压发动机的方框图。
[0015]图2示出图1的废气门的示例性废气门布置。
[0016]图3A和图3B示出流程图，其说明用于控制与图2的废气门布置关联的涡轮增压器的方法。
[0017]图4示出流程图，其说明用于基于绕组电阻确定图2的废气门布置的执行器温度的方法。
[0018]图5示出曲线图，其说明对于示例性驱动循环，根据图3方法进行执行器电流和升压限制。
【具体实施方式】
[0019]如上所述，一些内燃发动机机可以使用诸如涡轮增压器的压缩设备来增加进入发动机的气流，并且因此增加扭矩/功率输出。可以通过例如经由废气门来调节到达涡轮增压器的涡轮的气体的量，以此控制输送到进气歧管的压力(在下文中称为“升压”或“升压压力”)。诸如电动执行器(例如，电动马达)的执行器可以可操作地耦接到废气门的阀门，并且被驱动以基于工况将废气门定位在完全打开位置和完全关闭位置之间的任何位置，以实现期望的升压。
[0020]在某些情况下，例如，在最大升压连续被请求并且废气门阀以高保持力被维持在一位置时的状况期间，由于邻近排气温度高并且连续施加电流，所以电动执行器可能经受高温。因此，期望确定执行器的温度以防止执行器运转退化并且因此防止升压控制退化。
[0021]在电动执行器为电动马达的示例中，可以基于估计的电阻来估计马达的温度，估计的电阻考虑了供应给马达的电压和马达的操作电流。在其他方法中，可以部分基于在时间上对供应给马达的电流进行积分的能量存储模型来估计温度。
[0022]然而，基于供应给马达的电压及其操作电流来估计电动马达的温度可能是不准确的，并且在某些情况下可能导致对执行器的保护不足或过保护，这会导致马达运转退化和/或升压控制退换。例如，所采取的防止马达退化的措施可能超过了对确保正常马达运转所必要的措施，例如将供应给马达的电流减小了过多的量，或者完全停止电流供应，这可能使升压显著减少到低于期望的升压水平并且不利地影响了车辆操作者的体验。替换地，减少供应给马达的电流可能不足以避免马达运转退化。
[0023]因此，提供了基于温度来控制到废气门执行器的电流供应的各种方法。在一个示例中，用于操作废气门的方法包括，基于废气门执行器的温度，响应于电流限制而限制升压量。图1示出包括废气门的涡轮增压发动机的方框图，图2示出图1的废气门的示例性废气门布置，图3A和图3B示出说明用于控制与图2的废气门布置关联的涡轮增压器的方法的流程图，图4示出说明用于基于绕组电阻来确定图2的废气门布置的执行器的温度的方法的流程图，以及图5示出说明对于示例性驱动循环的根据图3方法的执行器电流和升压限制的曲线图。图1的发动机还包括被配置为执行在图3A、图3B和图4中所描绘的方法的控制器。
[0024]图1是示出示例发动机10的示意图，发动机10可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10被示为具有四个气缸30。然而，根据当前的公开，可以使用其他数目的气缸。可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统以及经由输入装置130的来自车辆操作者132的输入来控制发动机10。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号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可以包括燃烧室壁，在其中放置有活塞(未示出)。活塞可以耦接到曲轴40，使得活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速系统(未示出)耦接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动马达可以经由飞轮親接到曲轴40，以启动发动机10的起动操作
[0025]燃烧室30可以经由进气道42接收来自进气歧管44的进气，并且经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管46可以分别经由进气门和排气门(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。
[0026]燃料喷射器50被示为直接耦接到燃烧室30，用于与从控制器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提供进入燃烧室30内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其顶部。燃料可以通过包括燃料箱、燃料栗和燃料轨的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器50。在一些实施例中，燃烧室30可以替代地或另外地包括以如下配置布置在进气歧管44中的燃料喷射器，该配置提供进入每个燃烧室30上游的进气口的燃料的所谓进气口喷射。
[0027]进气道42可以包括节气门21和23，它们分别具有节流板22和24。在该特定实施例中，节流板22和24的位置可以通过控制器12经由提供给节气门21和23所包括的执行器的信号来改变。在一个示例中，执行器可以是电动执行器(例如，电动马达)，这种配置通常称为电子节气门控制(ETC)。以此方式，可以操作节气门21和23来改变提供到在其他发动机汽缸中的燃烧室30的进气。节流板22和24的位置可以通过节气门位置信号TP提供到控制器12。进气道42可以进一步包括空气流量传感器129、歧管空气压力传感器122、以及用于提供各自的信号MAF和MAP到控制器12的节气门进口压力传感器123。
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