Оценивание температуры электрического привода
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Способ управления приводом электрической перепускной заслонки (26) турбонагнетателя в двигателе (10) внутреннего сгорания, имеющем контроллер (12), снабженный компьютерно-читаемым носителем (106), заключается в том, что определяют требуемое положение перепускной заслонки (26) посредством контроллера (12). Настраивают электродвигатель (150) в ответ на требуемое положение перепускной заслонки (26), определенное посредством контроллера (12). При настройке электродвигатель (150) дополнительно реагирует на любое одно из определения во время выбранных условий, отклонения перепускной заслонки (26) от требуемого положения посредством по меньшей мере одного полного полуоборота электродвигателя (150), и указания температуры электродвигателя (150), определенной на основании сопротивления обмотки, усредненного за полные пол-оборота во время отклонения посредством контроллера (12). Раскрыты варианты способа управления приводом электрической перепускной заслонки турбонагнетателя в двигателе внутреннего сгорания. Технический результат заключается в повышении точности оценки температуры электродвигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Область техники раскрытия относится к управлению перепускной заслонкой для отработавших газов в турбонагнетателе.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Некоторые двигатели внутреннего сгорания используют компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель, для повышения удельной выходной мощности/крутящего момента двигателя. В одном из примеров, турбонагнетатель может включать в себя компрессор и турбину, соединенные приводным валом, где турбина присоединена к стороне выпускного коллектора двигателя, а компрессор присоединен к стороне впускного коллектора двигателя. Таким образом, турбина с приводом от выхлопной системы подает энергию на компрессор, чтобы повышать давление (например, наддув или давление наддува) во впускном коллекторе и усиливать поток воздуха в двигатель. Наддув может регулироваться посредством настройки количества газа, попадающего в турбину, например, с помощью перепускной заслонки для отработавших газов. Привод может быть функционально присоединен через рычажный механизм к клапану перепускной заслонки для отработавших газов и приводиться в действие, чтобы позиционировать клапан перепускной заслонки для отработавших газов где-нибудь между полностью открытым положением и полностью закрытым положением (например, на седле клапана), чтобы добиваться требуемого наддува, основанного на условиях эксплуатации. Привод может быть электрическим приводом, например, таким как электродвигатель.
В некоторых сценариях, электродвигатель может подвергаться воздействию высоких окружающих температур вследствие близкого потока отработавших газов и может демонстрировать высокие температуры сам по себе, например, вследствие непрерывного прием высоких электрических токов - например, во время условий эксплуатации, в которых непрерывно требуется максимальный наддув. По существу, оценка температуры электродвигателя может требоваться для избегания ухудшенной работы электродвигателя и потенциального ухудшения характеристик электродвигателя.
Заявка на выдачу патента США под порядковым № 2013/0312406 описывает способ для управления электрическим приводом для устройства клапана перепускной заслонки для отработавших газов турбонагнетателя с приводом от отработавших газов. В частности, температура электрического привода может оцениваться по напряжению двигателя, подаваемому на привод, и его рабочему току на основании расчетной модели.
Патент США под № 7,006,911 описывает систему для оценивания температуры электрического привода. В одном из примеров, температура электрического привода оценивается отчасти на основании температурного коэффициента сопротивления, который представляет собой сопротивление обмотки электродвигателя.
Изобретатели в материалах настоящей заявки осознали несколько проблем у таких подходов. Во-первых, оценки температуры электродвигателя на основании напряжения и токов, подаваемых на электродвигатель, могут быть неточными и, в некоторых сценариях, могут приводить к заниженной оценке температуры, которая могла бы приводить к ухудшенной работе электродвигателя и, таким образом, к ухудшенному управлению наддувом. Во-вторых, оценки температуры электродвигателя, которые используют одиночное сопротивление обмотки, также могут давать в результате неточную оценку температуры и, таким образом, потенциально ухудшенное управление электродвигателем, так как сопротивление обмотки в электродвигателе является зависящим от положения ротора.
По существу, измерение сопротивления обмотки электродвигателя в многочисленных положениях ротора может повышать точность оценки температуры электродвигателя. Однако, ротор будет подвергаться частому вращению в типичных условиях эксплуатации, делая измерение в многочисленных положениях непрактичным, так как не пренебрежимо малая конечная длительность (например, 100 мс) может требоваться для одиночного измерения сопротивления обмотки.
Таким образом, предусмотрены способы для оценивания температуры электрического привода во время определенных рабочих интервалов.
В одном из примеров, способ содержит настройку электродвигателя для расположения перепускной заслонки для отработавших газов в требуемом положении перепускной заслонки для отработавших газов, тогда как, во время выбранных условий, отклонение от требуемого положения на по меньшей мере один полный полуоборот электродвигателя и указание температуры электродвигателя на основании сопротивления обмотки, усредненного за полные пол-оборота.
В более конкретном примере, выбранные условия включают в себя максимальный наддув, при котором перепускная заслонка для отработавших газов установлена в полностью закрытом положении.
В еще одном аспекте примера, выбранные условия включают в себя минимальный наддув, при котором перепускная заслонка установлена в полностью открытом положении.
В еще одном другом аспекте примера, во время выбранных условий, требуемое положение перепускной заслонки для отработавших газов является постоянным частичным подъемом.
В кроме того дополнительном еще одном аспекте примера, способ дополнительно содержит, если температура электродвигателя превышает пороговое значение, уменьшение тока, подаваемого в электродвигатель.
В примерах, описанных выше, точность оценки температуры электрического привода может повышаться, что может повышать точность и избегать ухудшения характеристик работы электрического привода. Таким образом, технический результат достигается этими действиями.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего Подробного описания, когда воспринимается в одиночку или в связи с прилагаемыми чертежами.
Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает структурную схему двигателя с турбонаддувом, включающего в себя перепускную заслонку для отработавших газов.
Фиг. 2 показывает примерное устройство перепускной заслонки для отработавших газов у перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 1.
Фиг. 3A и 3B показывают блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ для управления турбонагнетателем, ассоциативно связанным с устройством перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 2.
Фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ для определения температуры привода устройства перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 2.
Фиг. 5 показывает график, иллюстрирующий рабочие параметры устройства перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 2, эксплуатируемой согласно способам по фиг. 3A, 3B и 4 для примерного ездового цикла.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Как описано выше, некоторые двигатели внутреннего сгорания могут использовать компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель, для усиления потока воздуха в двигатель и, таким образом, повышения выходных крутящего момента/мощности. Давление, подаваемое во впускной коллектор, в дальнейшем указываемое ссылкой как «наддув» или «давление наддува», может регулироваться посредством настройки количества газа, достигающего турбины турбонагнетателя, например, через перепускную заслонку для отработавших газов. Привод, такой как электрический привод (например, электродвигатель) может быть оперативно присоединен к клапану перепускной заслонки для отработавших газов и приводиться в положение, в котором перепускная заслонка для отработавших газов где-нибудь между полностью открытым положением и полностью закрытым положением, чтобы добиваться требуемого наддува на основании условий эксплуатации.
В некоторых сценариях, электрический привод может подвергаться высоким температурам, обусловленным высокими температурами близких отработавших газов и непрерывному прикладыванию электрического тока, например, во время условий, когда непрерывно запрашивается максимальный наддув, и клапан перепускной заслонки для отработавших газов соответствующим образом поддерживается на своем седле. Соответственно, определение температуры привода может требоваться для предотвращения ухудшенной работы привода и, таким образом, ухудшенного управления наддувом.
В примере, такой электрический привод является электродвигателем, температура электродвигателя может оцениваться на основании напряжения двигателя, подаваемого на электродвигатель, и его рабочего тока. В других подходах, температура может оцениваться отчасти на основании коэффициента сопротивления, который представляет сопротивление обмотки электродвигателя.
Однако, оценка температуры электродвигателя на основании напряжения и токов, подаваемых на электродвигатель, может быть неточной и, в некоторых сценариях, может приводить к заниженной оценке температуры, которая могла бы приводить к ухудшенной работе электродвигателя и ухудшенному управлению наддувом. Более того, оценки температуры электродвигателя, которые используют одиночное сопротивление обмотки, также могут давать в результате неточную оценку температуры и, таким образом, потенциально ухудшенную работу электродвигателя, так как сопротивление обмотки в электродвигателе является зависящим от положения ротора.
По существу, измерение сопротивления обмотки электродвигателя в многочисленных положениях ротора может повышать точность оценки температуры электродвигателя. Однако, ротор будет подвергаться частому вращению в типичных условиях эксплуатации вследствие частого изменения требуемого наддува, делая измерение в многочисленных положениях непрактичным, так как не пренебрежимо малая конечная длительность (например, 100 мс) может требоваться для одиночного измерения сопротивления обмотки.
Таким образом, предусмотрены различные способы для оценивания температуры электрического привода во время определенных рабочих интервалов. В одном из примеров, способ содержит настройку электродвигателя для расположения перепускной заслонки для отработавших газов в требуемом положении перепускной заслонки для отработавших газов, тогда как, только во время выбранных условий, отклонение от требуемого положения на по меньшей мере один полный оборот электродвигателя и указание температуры электродвигателя на основании сопротивления обмотки, усредненного за полный оборот. Фиг. 1 показывает структурную схему двигателя с турбонаддувом, включающего в себя перепускную заслонку для отработавших газов, фиг. 2 показывает примерное устройство перепускной заслонки для отработавших газов у перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 1, фиг. 3A и 3B показывают блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ для управления турбонагнетателем, ассоциативно связанным с устройством перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 2, фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ для определения температуры привода устройства перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 2, Фиг. 5 показывает график, иллюстрирующий рабочие параметры устройства перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 2, эксплуатируемой согласно способам по фиг. 3A, 3B и 4 для примерного ездового цикла. Двигатель по фиг. 1 также включает в себя контроллер, выполненный с возможностью выполнять способы, изображенные на фиг. 3A, 3B и 4.
Фиг. 1 - принципиальная схема, показывающая примерный двигатель 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 показан с четырьмя цилиндрами 30. Однако, другие количества цилиндров могут использоваться в соответствии с данным раскрытием. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Каждая камера 30 сгорания (например, цилиндр) двигателя 10 может включать в себя стенки камеры сгорания с поршнем (не показан), расположенными в них. Поршни могут быть присоединены к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии (не показана). Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.
Камеры 30 сгорания могут принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и могут выпускать отработавшие газы через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 46 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответственные впускные клапаны и выпускные клапаны (не показаны). В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.
Топливные форсунки 50 показаны присоединенными непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12. Таким образом, топливная форсунка 50 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка, например, может быть установлена сбоку камеры сгорания или сверху камеры сгорания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 50 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива. В некоторых вариантах осуществления, камеры 30 сгорания, в качестве альтернативы или дополнительно, могут включать в себя топливную форсунку, скомпонованную во впускном коллекторе 44, в конфигурации, которая предусматривает то, что известно как оконный впрыск топлива во впускное окно выше по потоку от каждой камеры 30 сгорания.
Впускной канал 42 может включать в себя дроссель 21 и 23, имеющий дроссельные заслонки 22 и 24, соответственно. В этом конкретном примере, положение дроссельных заслонок 22 и 24 может регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на привод, включенный в состав дросселями 21 и 23. В одном из примеров, приводы могут быть электроприводами (например, электродвигателями), конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как электронное управление дросселем (ETC). Таким образом, заслонки 21 и 23 могут приводиться в действие для варьирования всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, между другими цилиндрами двигателя. Положение дроссельных заслонок 22 и 24 может выдаваться в контроллер 12 сигналом TP положения дросселя. Впускной канал 42 дополнительно может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха, датчик 122 давления воздуха в коллекторе и датчик 123 давления на входе дросселя для выдачи соответственных сигналов MAF (массового расхода воздуха), MAP (давления воздуха в коллекторе) в контроллер 12.
Выпускной канал 48 может принимать отработавшие газы из цилиндров 30. Датчик 128 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 48 выше по потоку от турбины 62 и устройства 78 снижения токсичности выбросов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи показания топливо/воздушного соотношения в отработавших газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), двухрежимный кислородный датчик или EGO, датчик NOx, HC, или CO. Устройство 78 снижения токсичности выбросов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов или их комбинациями.
Температура отработавших газов может измеряться одним или более датчиков температуры (не показаны), расположенных в выпускном канале 48. В качестве альтернативы, температура отработавших газов может логически выводиться на основании условий эксплуатации двигателя, таких как число оборотов, нагрузка, отношение количества воздуха к количеству топлива (AFR), запаздывание искрового зажигания, и т.д.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, дежурную память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, схематически показанного в одном месте в пределах двигателя 10; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя, как обсуждено; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122, как обсуждено. Сигнал числа оборотов двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе 44. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленным числом оборотов двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118, который также используется в качестве датчика числа оборотов двигателя, может вырабатывать предопределенное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала 40. В некоторых примерах, постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.
Двигатель 10 дополнительно может включать в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель, включающий в себя по меньшей мере компрессор 60, скомпонованный вдоль впускного коллектора 44. Что касается турбонагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 62, например, через вал или другое соединительное устройство. Турбина 62 может быть скомпонована вдоль выпускного канала 48 и сообщаться с отработавшими газами, текущими через него. Различные устройства могут быть предусмотрены для осуществления привода компрессора. Что касается нагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в движение двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя турбину. Таким образом, величина сжатия, обеспечиваемого для одного или более цилиндров двигателя с помощью турбонагнетателя или нагнетателя, может регулироваться контроллером 12. В некоторых случаях, турбина 62, например, может приводить в движение электрогенератор 64 для выдачи энергии в аккумуляторную батарею 66 через приводной механизм 68 турбонагнетателя. Энергия из аккумуляторной батареи 66 затем может использоваться для приведения в движение компрессора 60 с помощью электродвигателя 70. Кроме того, датчик 123 может быть размещен во впускном коллекторе 44 для выдачи сигнала BOOST (НАДДУВ) в контроллер 12.
Кроме того, выпускной канал 48 может включать в себя перепускную заслонку 26 для отработавших газов для отвода отработавших газов от турбины 62. В некоторых вариантах осуществления, перепускная заслонка 26 для отработавших газов может быть многоступенной перепускной заслонкой для отработавших газов, таким как двухступенная перепускная заслонка для отработавших газов с первой ступенью, выполненной с возможностью регулировать давление наддува, и второй ступенью, выполненной с возможностью увеличивать тепловой поток в устройство 78 снижения токсичности выбросов. Перепускная заслонка 26 для отработавших газов может приводиться в действие приводом 150, который, например, может быть электрическим приводом, таким как электродвигатель, хотя пневматические приводы также предполагаются. Впускной канал 42 может включать в себя перепускной клапан 27 компрессора, выполненный с возможностью отводить всасываемый воздух вокруг компрессора 60. Перепускная заслонка 26 для отработавших газов и/или перепускной клапан 27 компрессора могут управляться контроллером 12 через исполнительные механизмы (например, привод 150), например, чтобы открываться, когда требуется более низкое давление наддува.
Впускной канал 42 может дополнительно включать в себя охладитель 80 наддувочного воздуха (CAC) (например, промежуточный охладитель) для понижения температуры нагнетаемых турбонагнетателем или нагнетателем всасываемых газов. В некоторых вариантах осуществления, охладитель 80 наддувочного воздуха может быть воздушно-воздушным теплообменником. В других вариантах осуществления охладитель 80 наддувочного воздуха может быть воздушно-жидкостным теплообменником.
Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система рециркуляции отработавших газов (EGR) может направлять требуемую порцию отработавших газов из выпускного канала 48 во впускной канал 42 через канал 140 EGR. Величина EGR, выдаваемой во впускной канал 42, может регулироваться контроллером 12 посредством клапана 142 EGR. Кроме того, датчик EGR (не показан) может быть скомпонован внутри канала EGR и может выдавать показание одного или более из давления, температуры, концентрации отработавших газов. В качестве альтернативы, EGR может управляться посредством расчетного значения, основанного на сигналах с датчика MAF (выше по потоку), MAP (впускного коллектора), MAT (температуры газа в коллекторе) и датчика частоты вращения коленчатого вала. Кроме того, EGR может управляться на основании датчика O2 отработавших газов и/или кислородного датчика на впуске (впускного коллектора). В некоторых условиях, система EGR может использоваться для регулирования температуры смеси воздуха и топлива в пределах камеры сгорания. Фиг. 1 показывает систему EGR высокого давления, где EGR направляется из выше по потоку от турбины турбонагнетателя в ниже по потоку от компрессора турбонагнетателя. В других вариантах осуществления, двигатель, дополнительно или в качестве альтернативы, может включать в себя систему EGR низкого давления, где EGR направляется из ниже по потоку от турбины турбонагнетателя в выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.
Далее, с обращением к фиг. 2, показано примерное устройство 200 перепускной заслонки для отработавших газов. Перепускная заслонка 200 для отработавших газов, например, может быть перепускной заслонкой 26 для отработавших газов по фиг. 1. Перепускная заслонка 200 для отработавших приводится в действие приводом 202, который может быть приводом 150 на фиг. 1. В этом примере, привод 202 является электрическим приводом, включающим в себя электродвигатель, и, в частности, поворотным приводом, имеющим элемент, который подвергается вращению, чтобы, тем самым, менять положение привода. Выходной вал 201 привода 202 присоединен к рычажному механизму 204 и, в частности, первому звену 206 рычажного механизма. Как показано, рычажный механизм 204 в проиллюстрированном варианте осуществления является четырехзвенным, хотя возможны другие рычажные механизмы, такие как линейная тяга. Рычажный механизм 204 движется вокруг двух шарниров, в том числе, первого шарнира 208, вокруг которого вращаются первое звено 206 и второе звено 210, и второго шарнира 212, вокруг которого вращаются третье звено 214 и четвертое звено 216. Первое, второе, третье и четвертое звенья 206, 210, 214 и 216 обычно присоединены друг к другу для формирования рычажного механизма 204 в качестве непрерывной детали. На конце, противоположном приводу 202, рычажный механизм 204 присоединен, на четвертом звене 216, к клапану 218 перепускной заслонки для отработавших газов, который может быть расположен в полностью открытом положении, полностью закрытом положении или где-нибудь между ними, относительно седла 220 клапана. Седло 220 клапана показано в качестве являющегося расположенного в участке выпускного канала 222, который, например, может быть выпускным коллектором 46 двигателя 10 на фиг. 1. Посредством позиционирования клапана 218 перепускной заслонки для отработавших газов этим непрерывно регулируемым образом, может регулироваться количество отработавших газов, достигающих турбины (например, турбины 62 по фиг. 1) турбонагнетателя. Таким образом, давление наддува, подаваемое в двигатель, такой как двигатель 10 по фиг. 1, может регулироваться согласно требуемому наддуву и другим условиям эксплуатации. Положение клапана 218 перепускной заслонки для отработавших газов у перепускной заслонки 200 для отработавших газов может регулироваться посредством приведения в действие привода 202 и размещения его выходного вала 201, перемещения которого могут передаваться на клапан для отработавших газов через рычажный механизм 204.
Как показано, перепускная заслонка 200 для отработавших газов дополнительно включает в себя датчик 224 положения, который может быть выполнен с возможностью измерять угол выходного вала 201 для оценивания расположения клапана 218 перепускной заслонки для отработавших газов. В некоторых примерах, может применяться измерительный преобразователь вращательного движения, выполненный с возможностью считывать угол поворота вращающегося компонента в приводе 202, причем, импульсы, сформированные из него, отправляются в контроллер 12 на фиг. 1. Датчик 224 положения, однако, может быть приспособлен для вариантов осуществления, в которых рычажный механизм с линейной тягой используется вместо четырехзвенной конфигурации, показанной на фиг. 2. В любом случае, измерение датчиком 224 положения может использоваться для определения открывания клапана 218 перепускной заслонки для отработавших газов и, в особенности, расстояния от верхней поверхности седла 220 клапана до нижней поверхности клапана 218 перепускной заслонки для отработавших газов. В других вариантах осуществления, однако, положение клапана 218 перепускной заслонки для отработавших газов может определяться на основании программируемого датчика с использованием одного или более сигналов (например, Наддув), описанных выше со ссылкой на фиг. 1, и отправляться в контроллер 12.
Будет принято во внимание, что перепускная заслонка 200 для отработавших газов и различные ее компоненты могут быть модифицированы, не выходя из объема этого раскрытия. Например, датчик тока и/или датчик усилия могут быть включены в состав приводом 202 вместо или в дополнение к датчику 224 положения. Считыванию тока может оказываться содействие с помощью датчика или зонда, или, в других примерах, может рассчитываться на основании закона Ома (или другой зависимости) в качестве отношения напряжения на приводе (например, напряжения на клеммах) и сопротивления привода, если эти две величины известны или могут быть измерены. Кроме того, как описан выше, другие типы рычажных механизмов могут быть предусмотрены для соединения привода 202 с клапаном 218 перепускной заслонки для отработавших газов, в том числе, но не в качестве ограничения, линейная тяга. Более того, смещающий элемент (не показан) может быть присоединен к клапану 218 перепускной заслонки для отработавших газов, чтобы располагать клапан в положении по умолчанию, когда клапан не приводится в действие приводом 202.
Как подробнее описано ниже, сопротивление обмотки привода 202 может определяться в различных положениях ротора по всему диапазону положений ротора (например, диапазону 360°), которое затем может использоваться для оценивания температуры привода 202, причем, различные действия предпринимаются, если температура превышает пороговое значение. Получение многочисленных измерений сопротивления обмотки в разных положениях ротора таким образом может повышать точность оценки температуры привода 202, так как сопротивление обмотки может быть зависящим от положения ротора в электродвигателе. Конкретное сопротивление обмотки может определяться различными пригодными способами, в том числе, но не в качестве ограничения, измерением напряжения и тока, подаваемых на привод 202. Считывание тока, например, может облегчаться с помощью датчика или детектора тока, описанного выше.
Фиг. 3A и 3B показывают блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ 300 для управления турбонагнетателем, ассоциативно связанным с устройством 200 перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 2. Способ 300 может выполняться контроллером двигателя (например, контроллером 12 по фиг. 1) и использоваться для управления турбонагнетателем с помощью перепускной заслонки для отработавших газов (например, перепускной заслонки 200 для отработавших газов по фиг. 2). Привод 202 перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 2, в частности, может использоваться для приведения в действие перепускной заслонки для отработавших газов. В одном из примеров, способ для управления турбонагнетателем с помощью перепускной заслонки для отработавших газов может содержать определение требуемого давления наддува и действующего давления наддува. Перепускная заслонка для отработавших газов может настраиваться согласно разности между требуемым давлением наддува и действующим давлением наддува.
На 302, способ включает в себя определение требуемого наддува согласно требованию водителя и условиям эксплуатации двигателя. Оцениваемые условия могут непосредственно измеряться датчиками, например, такими как датчики 112, 118, 120, 122, 123 и 134, и/или условия могут оцениваться по другим условиям эксплуатации двигателя. Оцениваемые условия могут включать в себя температуру охлаждающей жидкости двигателя, температуру моторного масла, массовый расход воздуха (MAF), давление в коллекторе (MAP), наддув (например, давление наддува с датчика 123), число оборотов двигателя, число оборотов холостого хода, барометрическое давление, требуемый водителем крутящий момент (например, с датчика 134 положения педали), температуру воздуха, скорость транспортного средства, и т.д.
Затем, на 304 способа, определяется действующее давление наддува. Действующий наддув может измеряться непосредственно по датчику, такому как датчик 123. Измерение может отправляться в контроллер 12 с помощью сигнала давления Наддува и сохраняться на машинно-читаемом запоминающем носителе (например, ПЗУ 106, ОЗУ 108 и/или KAM 110 контроллера 12 на фиг. 1). В альтернативном варианте осуществления, действующее давление наддува может оцениваться на основании других рабочих параметров, таких как, например, на основании MAP и RPM.
Затем, на 306 способа, определяется атмосферное давление. Например, атмосферное давление может измеряться по датчику MAP при запуске двигателя и/или оцениваться на основании условий эксплуатации двигателя, в том числе, MAF, MAP, положения дросселя, и т.д. Измерение может отправляться в контроллер двигателя и сохраняться на машинно-читаемом запоминающем носителе. В альтернативном варианте осуществления, атмосферное давление может оцениваться на основании других рабочих параметров.
Затем, на 308 способа, определяется разность между действующим и требуемым наддувом. Например, контроллер двигателя может определять разность. В некоторых примерах, разность может определяться вычитанием требуемого наддува из действующего наддува.
Затем, на 310 способа, подъем клапана перепускной заслонки для отработавших газов определяется, для того чтобы уменьшать разность между действующим и требуемым наддувом, определенную на 308. В некоторых примерах, разность между действующим и требуемым наддувом, в дополнение к текущему подъему клапана перепускной заслонки для отработавших газов (например, считываемому с помощью датчика 224 положения), подается на пригодный механизм управления, выполненный с возможностью определять подъем клапана перепускной заслонки для отработавших газов, для того чтобы уменьшать эту разность. Например, подъем клапана перепускной заслонки для отработавших газов может использоваться в качестве входных данных в динамическую модель перепускной заслонки для отработавших газов. В некоторых приводах перепускной заслонки для отработавших газов, подъем клапана перепускной заслонки для отработавших газов может отображаться в относительную длительность включения перепускной заслонки для отработавших газов, где сигнал относительной длительности включения формируется контроллером и отправляется на привод перепускной заслонки для отработавших газов. Отображение в относительную длительность включения перепускной заслонки для отработавших газов может включать в себя использование справочных таблиц или расчет относительной длительности включения перепускной заслонки для отработавших газов. В некоторых других приводах, регулятор перепускной заслонки для отработавших газов определяет относительную длительность включения на основании разности между требуемым и действующим положениями перепускной заслонки для отработавших газов. Сигнал управления перепускной заслонкой для отработавших газов (WGC) может включать в себя широтно-импульсную модуляцию посредством относительной длительности включения для настройки перепускной заслонки для отработавших газов. Подъем клапана перепускной заслонки для отработавших газов, например, может достигаться посредством алгоритмов управления с прямой связью, обратной связью и/или других алгоритмов управления.
Член компенсации может учитывать задержки привода перепускной заслонки для отработавших газов. Дополнительно, член компенсации дополнительно может включать в себя настройки, основанные на перемещении сдвоенных независимых кулачков, которые могут оказывать влияние на давление наддува. Например, по мере того, как впускной кулачок перемещается некоторым образом, который увеличивал бы давление наддува относительно атмосферного давления, величина члена компенсации может уменьшаться. Подобным образом, по мере того, как впускной кулачок перемещается некоторым образом, который уменьшал бы давление наддува относительно атмосферного давления, величина члена компенсации может увеличиваться.
Затем, на 312 способа, требуемое положение привода определяется для достижения подъема клапана перепускной заслонки для отработавших газов, определенного на 310. Требуемое положение привода может подаваться в качестве входного сигнала на различные пригодные механизмы управления, в том числе, описанные выше. В некоторых вариантах осуществления, требуемая ориентация привода может определяться в качестве альтернативы, такая как угловая ориентация вращающегося компонента в приводе.
Затем, на 314 способа, ток подается на привод, чтобы добиваться требуемого положения привода. Пригодный механизм преобразования напряжения в ток может преобразовывать напряжение, сформированное контроллером двигателя, для формирования тока.
Затем, на 316 способа, определяется, приближается ли клапан перепускной заслонки для отработавших газов к полностью закрытому положению - например, приближается ли клапан перепускной заслонки для отработавших газов к своему седлу клапана (например, седлу 220 клапана по фиг. 2). Если определено, что клапан перепускной заслонки для отработавших газов приближается к полностью закрытому положению (Да), способ переходит на 316. Если определено, что клапан перепускной заслонки для отработавших газов не приближается к полностью закрытому положению (Нет), способ переходит на 318. Будет отмечено, что сценарии, в которых клапан не приближается к полностью закрытому положению, могут включать в себя те, в которых клапан движется дальше от полностью закрытого положения (например, в направлении полностью открытого положения), или те, в которых клапан движется в направлении полностью закрытого положения, но не будет достигать полностью закрытого положения (например, требуемый подъем клапана перепускной заслонки для отработавших газов, на котором клапан должен быть установлен, не соответствует полностью закрытому положению).
Затем, на 318 способа, по выбору может определяться, находится ли скорость, с которой клапан перепускной заслонки для отработавших газов приближается к полностью закрытому положению, ниже пороговой скорости. Если определено, что скорость клапана находится ниже порогового значения (Да), способ переходит на 402 способа 400, показанного на фиг. 4. Здесь, скорость клапана ниже порогового значения может давать благоприятную возможность для определения сопротивления обмотки привода перепускной заслонки для отработавших газов в многочисленных положениях ротора согласно способу 400, так как, в некоторых примерах, сопротивление привода может соответствовать следующей зависимости: R=(1/i)(V-L*(di/dt)+K*s), где R - сопротивление обмотки, i - электрический ток, подаваемый в привод, V - напряжение на приводе, L - индуктивность привода, t - время, K - постоянная, а s - скорость клапана. Таким образом, на скоростях клапана ниже порогового значения, заключительный член (K*s) вышеупомянутой зависимости может становиться ничтожным. В таких условиях, электрический ток может быть близок к установившемуся состоянию и, таким образом, (di/dt) может становиться ничтожным, создавая зависимость R=V/i. Соответственно, сопротивление обмотки может определяться, если V и i могут быть измерены или определены. В дополнение, усреднение V и i в течение короткого периода времени может давать лучшую оценку R, так как шум в измерениях V и i будет подавляться. В некоторых вариантах осуществления, это упрощение оценки сопротивления обмотки может применяться в сценариях, где клапан не приближается к полностью закрытому положению. В других примерах, однако, сопротивление обмотки может определяться на скоростях клапана выше порогового значения посредством оценивания (L*(di/dt)) и (K*s), если известны постоянная K и индуктивность L. Способ 300 может быть модифицирован соответствующим образом для этой возможности, из условия чтобы более высокие скорости клапана не предотвращали переход способа на 402 способа 400. Однако, если в способе 300, изображенном на фиг. 3, скорость клапана не находится ниже порогового значения, способ переходит на 320.
На 320 способа, определяется, соответствует ли положение клапана перепускной заслонки для отработавших газов установившемуся состоянию - например, неизменно ли положение клапана. Положение клапана может находиться в полностью закрытом положении, полностью открытом положении или на любом частичном подъеме между ними. Если определено, что положение клапана соответствует установившемуся состоянию (Да), способ переходит на 402 способа 400, показанного на фиг. 4, где положение клапана может незначительно отклоняться от иного командного подъема, чтобы содействовать определению сопротивления обмотки при многочисленных положениях ротора. Незначительное изменение положения клапана может содействовать определению сопротивления обмотки на всем протяжении полного углового диапазона ротора привода перепускной заслонки для отработавших газов, однако, без неприемлемого оказания влияния на наддув. Если определено, что положение клапана не соответствует установившемуся состоянию (Нет), способ переходит на 322. В определенных условиях, особенно когда нет запроса наддува, может запрашиваться, чтобы клапан перепускной заслонки для отработавших газов перемещался в по меньшей мере частично открытое положение, но на низкой скорости, так что измерение сопротивления, описанное в материалах настоящей заявки, может вводиться в действие с целью оценки температуры.
Другие начальные условия могут вызывать выполнение способа 400. Например, сценарии, в которых требуемое положение перепускной заслонки для отработавших газов изменяется меньше, чем на пороговое значение за полное вращение (например, 360°), привод перепускной заслонки для отработавших газов может вызывать вхождение в способ 400. В некоторых примерах, такие условия дополнительно могут включать в себя полное вращение, происходящее на скорости, меньшей, чем пороговое значение.
Далее, с обращением к фиг. 4, показана блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ 400 для определения температуры привода 202 перепускной заслонки для отработавших газов у устройства 200 перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 2. Способ 400, например, может выполняться контроллером 12 двигателя по фиг. 1.
Продолжая движение с 318 или 320 способа 300, показанного на фиг. 3, на 402 способа, положение ротора (например, угловая ориентация) привода перепускной заслонки для отработавших газов меняется. В некоторых примерах, контроллер двигателя может выдавать измененное положение привода на привод перепускной заслонки для отработавших газов, чтобы, тем самым, изменять положение ротора. Как дополнительно описано ниже, положение ротора может настраиваться в пределах различных пригодных величин (например, углов).
Отмечено, что привод перепускной заслонки для отработавших газов имеет постоянную времени, гораздо более быструю, чем у регулирования наддува. Поэтому, наиболее вероятно, отклонение привода перепускной заслонки для отработавших газов от его командного положения не оказывает влияния на уровень наддува. Однако, может использоваться 403 способа, где впускной дроссель по выбору может настраиваться для компенсации изменения уровней наддува, вызванных отклонением от требуемого положения перепускной заслонки для отработавших газов в измененное положение перепускной заслонки для отработавших газов. Например, может отклоняться впускной дроссель 21 и/или 23 по фиг. 1. В некоторых сценариях, настройка впускного дросселя может включать в себя увеличение открывания дросселя, если измененной положение перепускной заслонки для отработавших газов увеличивает открывание клапана перепускной заслонки для отработавших газов, и наоборот.
Затем, на 404 способа, определяется сопротивление обмотки привода перепускной заслонки для отработавших газов. Как описано выше, в некоторых примерах, сопротивление обмотки может определяться посредством измерения напряжения и тока, подаваемых на привод, и деления напряжения на ток. В других сценариях, в которых скорость клапана перепускной заслонки для отработавших газов находится выше порогового значения, сопротивление обмотки может определяться согласно зависимости, описанной выше (R=(1/i)(V-L*(di/dt)+K*s)).
Затем, на 406 способа, определенное сопротивление обмотки сохраняется и ассоциативно связывается с мгновенным положением привода. Сопротивление обмотки и положение привода могут сохраняться в различных пригодных структурах данных, в том числе, но не в качестве ограничения, справочной таблице.
Затем, на 408 способа, определяется, было ли определено достаточное количество сопротивлений обмотки. Здесь, структура данных, в которой сохраняются определенные сопротивления обмотки, может подвергаться доступу для определения количества сопротивлений обмотки, определенных до сих пор. Различные пригодные количества могут быть выбраны в качестве минимального количества сопротивлений обмотки для обеспечения соответствующего требованиям определения характеристик сопротивления обмотки привода. В качестве альтернативы или дополнительно, может быть задан минимальный диапазон угла поворота. В некоторых примерах, к структурам данных может осуществляться доступ для определения углового диапазона ротора, перекрываемого определенными сопротивлениями обмотки - другими словам, на всем протяжении какой части углового диапазона ротора были определены сопротивления обмотки. В некоторых вариантах осуществления, сопротивления обмотки могут собираться на всем протяжении всего углового диапазона ротора (например, полного оборота, перекрывающего 360°, пол-оборота, перекрывающего 180°). Таким образом, положение ротора может меняться на 402 некоторое количество раз и, как описано выше, на надлежащую величину шага (например, угол). Величина шага и количество отсчетов выборки, например, могут выбираться согласно условиям эксплуатации и ожидаемой длительности, в течение которой могут сохраняться условия, благоприятные для сопротивления обмотки. Соответственно, если определено, что количества определенных сопротивлений обмотки не достаточно (Нет), способ возвращается на 402. Если определено, что количества сопротивлений обмотки достаточно (Да), способ переходит на 410.
На 410 способа, температура привода оценивается на основании определенных сопротивлений обмотки. Оценка температуры может включать в себя усреднение определенных сопротивлений обмотки пригодным образом для формирования усредненного сопротивления обмотки. Усредненное сопротивление обмотки затем может использоваться для определения температуры обмотки на основании известных свойств материала(ов) обмотки. Например, справочная таблица, имеющая множество сопротивлений обмотки, каждое ассоциативно связано с температурой обмотки, может подвергаться доступу.
Еще один способ измерения сопротивления не использует справочную таблицу положения перепускной заслонки для отработавших газов и измерение сопротивления. Посредством усреднения измерений напряжения и тока за период времени, когда частота вращения электродвигателя достаточно низка, и вращение ротора имеет значение около K*360 градусов, где K - целое число, сопротивление может рассчитываться непосредственно по усредненным напряжению и току. Многие благоприятные возможности могут возникать во время нормальных условий эксплуатации двигателя для выполнения этого измерения - например, когда перепускная заслонка для отработавших газов медленно приближается к своему седлу, когда запрошено оставаться на частичном подъеме, и когда запрошено перемещаться на высокий подъем.
Затем, на 412 способа, определяется, превышает ли температура привода пороговую температуру. Пороговая температура может быть установлена на температуру, выше которой существует значительный риск ухудшенной работы привода - например, выше порогового значения температуры, существует значительный риск, что привод может быть не способен приемлемо приводить в действие клапан перепускной заслонки для отработавших газов и управлять наддувом. Если определено, что температура привода превышает пороговое значение температуры (Да), способ переходит на 414. Если определено, что температура привода не превышает пороговое значение температуры (Нет), способ возвращается на 322 способа 300, возобновляя нормальную работу перепускной заслонки для отработавших газов.
На 414 способа, одно или более действий предпринимаются для предотвращения ухудшенного управления перепускной заслонкой для отработавших газов и, возможно, ухудшенного управления наддувом. Одно или более действий могут включать в себя, на 416, уменьшение (например, ограничение) тока, подаваемого на привод перепускной заслонки для отработавших газов, которое, в некоторых сценариях, может включать в себя полное прекращение подачи тока в привод. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления, смещающий элемент, описанный выше, может применяться для поддержания клапана перепускной заслонки для отработавших газов в некотором положении, таком чтобы ненулевой уровень наддува все-еще мог выдаваться, даже без подачи тока в привод. Одно или более действий, в качестве альтернативы или дополнительно, могут включать в себя, на 418, предупреждение водителя транспортного средства, например, через индикатор приборной панели или другой механизм.
Затем, на 420 способа, определяется, прошла ли пороговая длительность. Пороговая длительность может устанавливаться, из условия чтобы температуре привода давался шанс падать ниже порогового значения температуры и возобновлять нормальную работу. В некоторых примерах, длительность может устанавливаться динамически, пропорционально величине, на которую пороговая температура была превышена - например, пороговая длительность может возрастать как величина, на которую была превышена пороговая температура. Если определено, что пороговая длительность не прошла (Нет), способ возвращается на 420. Если определено, что пороговая длительность прошла (Да), способ возвращается на 402. Здесь, повторяется последовательность операций, посредством которой определяется температура привода (например, этапы 402, 404, 406, 408 и 410). Для уменьшения вероятности, что температура привода вынуждается превышать пороговое значение температуры оцениванием температуры еще раз (например, после того, как пороговое значение температуры было превышено ранее), количество положений ротора, в которых определяются сопротивления обмотки, может быть минимизировано. В некоторых примерах, сопротивление обмотки может определяться только в одном положении ротора. В этом примере, определенное сопротивление обмотки и его ассоциативно связанное положение привода могут сравниваться с другими сопротивлениями обмотки и их ассоциативно связанными положениями ротора, чтобы определять степень, с которой одиночное сопротивление обмотки соответствует среднему сопротивлению обмотки, если были получены два или более сопротивления. Например, такое сравнение может использоваться для понижения определенного сопротивления обмотки, если одиночное сопротивление обмотки соответствует более высокому, чем среднее, сопротивлению обмотки, если сохраненное ранее сопротивление обмотки, имеющее подобное положение ротора, было найдено более высоким, чем соответственное среднее сопротивление обмотки.
Возвращаясь на фиг. 3, на 322 способа 300, определив, что температура привода превысила пороговое значение температуры, с надлежащим действием, предпринятым в ответ, или определив, что температура привода не превысила пороговое значение, определяется, находится ли положение привода на требуемом положении привода. Здесь, считываемое положение привода может сравниваться с требуемым положением привода. В некоторых вариантах осуществления, разности между исправленным положением привода и требуемым положением привода ниже порогового значения могут игнорироваться. Если положение привода не находится в требуемом положении привода (Нет), способ возвращается на 314. Если положение привода находится в требуемом положении привода (Да), способ переходит на 324.
На 324 способа 300, ток, подаваемый на привод, настраивается для поддержания требуемого подъема клапана и управления положением привода. Требуемый подъем клапана может поддерживаться с помощью алгоритмов управления с обратной связью и/или прямой связью. Например, подъем клапана может регулироваться с помощью вспомогательного контура регулирования. Таким образом, приложенный ток настраивается, когда исправленное положение привода достигает положения, соответствующего требуемому положению клапана.
Таким образом, как показано и описано, способы 300 и 400 могут применяться, чтобы уменьшать потенциальную возможность для ухудшенной работы привода перепускной заслонки для отработавших газов и ухудшенного управления наддувом вследствие чрезмерной температуры привода посредством определения сопротивления обмотки в рабочих областях, где измерение сопротивления в многочисленных положениях ротора может быть получено для повышения точности оценки температуры, не оказывая неприемлемого влияния на уровни наддува. Использование способов 300 и 400 дополнительно может предлагать преимущества уменьшенных стоимости и количества деталей по сравнению с подходами, в которых специальные датчики температуры используются для определения температуры привода.
Фиг. 5 показывает график 500, иллюстрирующий рабочие параметры устройства перепускной заслонки для отработавших газов, эксплуатируемого согласно способам 300 и 400 по фиг. 3A и 3B, и фиг. 4, соответственно, для примерного ездового цикла. В особенности, график 500 включает в себя кривую 502 подъема клапана перепускной заслонки для отработавших газов (например, клапана 218 перепускной заслонки для отработавших газов по фиг. 2), меняющуюся между полностью открытым положением (помеченным «FO») и полностью закрытым положением (помеченным «FC»), и кривую 504 угла вращающегося элемента поворотного привода (например, привода 202 по фиг. 2), приводящего в действие клапан перепускной заслонки для отработавших газов. Будет принято во внимание, что кривые 502 и 504 предусмотрены в качестве примеров и не подразумеваются ограничивающими никоим образом. Например, зависимость между заданным изменением угла поворотного привода и соответствующим изменением подъема клапана преувеличена ради понимания. В некоторых конфигурациях, например, десять (или другой порядок величины) или больше полных оборотов (например, каждый оборот имеет значение 360°) поворотного привода могут выполняться для перемещения клапана перепускной заслонки для отработавших газов по всему его полному диапазону (например, расстоянию между полностью закрытым положением и полностью открытым положением).
Как показано, подъем клапана у клапана перепускной заслонки для отработавших газов изначально установлен в положении частичного подъема - например, между полностью открытым и полностью закрытым положениями. В течение этого времени, угол поворотного привода остается постоянным. От момент t1 времени до момента t2 времени, изменение требуемого наддува заставляет подъем клапана уменьшаться в направлении полностью закрытого положения, достигая частичного подъема слегка в стороне от полностью закрытого положения в t2. Соответственно, угол поворотного привода колеблется между 0d и 360d, делая приблизительно три с половиной оборота. От момента t2 времени до момента t3 времени, подъем клапана остается в положении более низкого частичного подъема. Соответственно, угол поворотного привода может оставаться постоянным в течение почти всей полноты этой длительности, если процедура оценки температуры по способам 300 и 400 не применяется. Однако, длительность дает благоприятную возможность определять сопротивление обмотки поворотного привода и, тем самым, оценивать температуру привода. По существу, угол поворотного привода может меняться на протяжении существенной части его углового диапазона (например, от 287° до 0°) с многочисленными измерениями сопротивления, выполняемыми на всем протяжении. Как показано, три измерения сопротивления, подвергнутые выборке в течение этого времени, представлены точками 506 данных, которые могут усредняться для оценки температуры способами, описанными в материалах настоящей заявки. Это необязательное действие представлено с помощью пунктирных линий на фиг. 5, показывая, каким образом привод может перемещаться на протяжении этого углового диапазона со скоростью, более медленной, чем применяемая, когда привод эксплуатируется во время нормальной работы перепускной заслонки для отработавших газов. Во время этого заданного интервала времени, действующее положение привода перепускной заслонки для отработавших газов меняется (например, от требуемого положения привода перепускной заслонки для отработавших газов), даже если требуемое положение привода перепускной заслонки для отработавших газов поддерживается постоянным. В других сценариях, условия эксплуатации могут предоставлять полному угловому диапазону (например, 360°) привода возможность подвергаться выборке отсчетов. Кривая 502 показывает соответствующее изменение подъема клапана пунктирными линиями вследствие вращения привода. Изменение, однако, достаточно мало, чтобы не оказывать неприемлемое влияние на уровни наддува.
С момента t3 времени до момента t4 времени, подъем клапана подвергается значительному движению, перемещаясь от частичного подъема ближе к полностью закрытому положению до частичного подъема ближе к полностью открытому положению. Соответственно, поворотный привод перемещается в направлении для повышения подъема клапана, подвергаясь нескольким оборотам. В момент t4 времени, однако, подъем клапана вновь остается постоянным на более высоком частичном подъеме, давая благоприятную возможность для изучения температуры привода. Таким образом, как показано пунктирными линиями, привод может поворачиваться на протяжении диапазона углов на относительно медленной скорости, чтобы содействовать измерениям сопротивления на всем протяжении диапазона и соответствующей оценке температуры. Если оценка температуры не должна применяться, привод может оставаться под одним и тем же углом от t4 и дальше, как показано сплошными линиями.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машинно-читаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Будет принято во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Должно быть понятно, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.
1. Способ управления приводом электрической перепускной заслонки турбонагнетателя в двигателе внутреннего сгорания, имеющем контроллер, имеющий компьютерно-читаемый носитель, причем способ содержит этапы, на которых:
определяют требуемое положение перепускной заслонки посредством контроллера; и
настраивают электродвигатель в ответ на требуемое положение перепускной заслонки, определенное посредством контроллера,
причем при настройке электродвигатель дополнительно реагирует на любое одно из определения во время выбранных условий, отклонения перепускной заслонки от требуемого положения посредством по меньшей мере одного полного полуоборота электродвигателя и указания температуры электродвигателя, определенной на основании сопротивления обмотки, усредненного за полные пол-оборота во время отклонения посредством контроллера.
2. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что компенсируют изменение наддува, обусловленное отклонением, посредством настройки впускного дросселя, и при этом отклонение обнаруживают только во время определения выбранных условий.
3. Способ по п. 1, в котором выбранные условия включают в себя максимальный наддув, при котором перепускная заслонка установлена в полностью закрытом положении.
4. Способ по п. 1, в котором выбранные условия включают в себя минимальный наддув, при котором перепускная заслонка установлена в полностью открытом положении.
5. Способ по п. 1, в котором во время выбранных условий требуемое положение перепускной заслонки является постоянным частичным подъемом.
6. Способ по п. 1, в котором выбранные условия включают в себя приближение перепускной заслонки к полностью закрытому положению, перепускная заслонка включает в себя клапан перепускной заслонки, присоединенный к электродвигателю через четырехзвенный рычажный механизм.
7. Способ по п. 6, в котором выбранные условия дополнительно включают в себя приближение перепускной заслонки к полностью закрытому положению на меньшей, чем пороговая, скорости, клапан перепускной заслонки перемещается на протяжении полного диапазона посредством десяти или более полных оборотов электродвигателя.
8. Способ по п. 1, в котором выбранные условия включают в себя требуемое положение перепускной заслонки, меняющееся меньше, чем на первое пороговое значение за полное вращение двигателя, полное вращение происходит на скорости, меньшей, чем второе пороговое значение.
9. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что определяют сопротивление обмотки на основании напряжения и тока, подаваемых на двигатель.
10. Способ по п. 1, в котором сопротивление обмотки, усредненное за полные пол-оборота, включает в себя множество сопротивлений обмотки, причем каждое ассоциировано с соответственным положением двигателя и сохранено в структуре данных.
11. Способ по п. 10, дополнительно состоящий в том, что, если температура двигателя превышает пороговое значение, уменьшают ток, подаваемый на двигатель.
12. Способ по п. 11, в котором уменьшение тока, подаваемого на двигатель, заключается в том, что прекращают подачу тока на двигатель.
13. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что, если температура двигателя превышает пороговое значение, предупреждают водителя транспортного средства с помощью индикатора приборной панели.
14. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что, если температура двигателя превышает пороговое значение, указывают температуру двигателя на основании по меньшей мере одного нового сопротивления обмотки после того, как прошла пороговая длительность.
15. Способ управления приводом электрической перепускной заслонкой турбонагнетателя в двигателе внутреннего сгорания, имеющем контроллер, имеющий компьютерно-читаемый носитель, причем способ содержит этапы, на которых:
во время установившегося состояния наддува настраивают ротор электрического привода перепускной заслонки на всем протяжении по меньшей мере части углового диапазона и измеряют напряжение и ток, соответствующие по меньшей мере двум положениям ротора в угловом диапазоне, посредством контроллера;
оценивают сопротивление обмотки электрического привода перепускной заслонки посредством того, что усредняют напряжения и токи, соответствующие по меньшей мере двум угловым положениям ротора, посредством контроллера;
оценивают температуру электрического привода перепускной заслонки на основании оцененного сопротивления обмотки посредством контроллера;
уменьшают ток, подаваемый на электрический привод перепускной заслонки, посредством контроллера; и
приводят в действие электрический привод перепускной заслонки для поддержания клапана перепускной заслонки в положении ненулевого уровня наддува посредством контроллера.
16. Способ по п. 15, в котором установившееся состояние наддува включает в себя подачу максимального наддува или приближение к максимальному наддуву.
17. Способ по п. 15, в котором установившееся состояние наддува соответствует постоянному частичному подъему клапана перепускной заслонки, клапан перепускной заслонки присоединен к электрическому приводу перепускной заслонки через четырехзвенный рычажный механизм, клапан перепускной заслонки перемещается на всем протяжении полного диапазона посредством десяти или более полных оборотов ротора.
18. Способ по п. 15, дополнительно состоящий в том, что прекращают подачу тока, подаваемого в электрический привод перепускной заслонки, в ответ на температуру, превышающую пороговое значение.
19. Способ управления приводом электрической перепускной заслонки турбонагнетателя в двигателе внутреннего сгорания, имеющем контроллер, имеющий компьютерно-читаемый носитель, причем способ содержит этапы, на которых:
в течение длительностей, в которых требуемое положение привода перепускной заслонки является постоянным, настраивают привод перепускной заслонки на основании требуемого положения привода перепускной заслонки посредством контроллера;
после настройки привода перепускной заслонки в требуемое положение привода перепускной заслонки изменяют действующее положение привода перепускной заслонки на протяжении углового диапазона привода перепускной заслонки, даже если требуемое положение привода перепускной заслонки поддерживается постоянным, посредством контроллера; и
определяют температуру привода перепускной заслонки на основании измерений сопротивления, подвергнутых выборке в множестве действующих положений перепускной заслонки в угловом диапазоне, посредством контроллера; и
настраивают подачу электрического тока в ответ на температуру привода перепускной заслонки, определенную посредством контроллера.
20. Способ по п. 19, дополнительно состоящий в том, что:
прекращают подачу электрического тока на привод перепускной заслонки, если определенная температура привода перепускной заслонки превышает пороговое значение температуры, посредством контроллера;
определяют новую температуру перепускной заслонки на основе по меньшей мере одного вновь измеренного сопротивления после того, как пороговая длительность прошла, посредством контроллера; и
настраивают подачу электрического тока на основе/в ответ на новую температуру привода перепускной заслонки, определенную посредством контроллера.
