根據廢氣門馬達電流的排氣壓力估計的制作方法
【專利摘要】本發明涉及根據廢氣門馬達電流的排氣壓力估計。在一個實施例中，用于發動機的方法包括基于排氣壓力調整發動機運轉參數，基于廢氣門執行器馬達電流估計排氣壓力。
【專利說明】根據廢氣門馬達電流的排氣壓力估計
【技術領域】
[0001]本公開涉及內燃發動機。
【背景技術】
[0002]渦輪增壓發動機經配置用于壓縮進入發動機的環境空氣，以便增加功率。廢氣門可控制提供給渦輪增壓器的渦輪的排氣能量的量，從而影響增壓壓力。廢氣門位置的改變影響排氣壓力，其反過來影響發動機換氣。由于缺少廉價可靠的排氣歧管壓力傳感器，經常在發動機控制器中估計排氣壓力，以便幫助用于估計發動機流量的速度-密度計算。
[0003]通常，部分地基于廢氣門位置而估計排氣壓力。傳統的氣動廢氣門缺少位置測量，并且因而可利用氣動力、彈簧力和排氣力之間的力平衡估計廢氣門位置。然而，本發明的發明人已經認識到，這樣的廢氣門位置估計可導致排氣壓力估計的明顯的可變性，引起不精確的發動機空氣流量確定。
【發明內容】
[0004]因此，提供了至少部分地解決上述問題的方法。在一個實施例中，用于發動機的方法包括基于排氣壓力調整發動機運轉參數，基于廢氣門執行器馬達電流估計排氣壓力。
[0005]以這種方式，可根據電子廢氣門執行器的馬達消耗的電流的量估計排氣壓力。廢氣門執行器馬達的電流可與作用在廢氣門上的排氣力成比例，并且因而馬達電流可提供用于估計排氣壓力并且因而估計發動機換氣的精確的機制。
[0006]當單獨或結合附圖時，將容易地從以下【具體實施方式】中顯然地看出本說明書的上述優勢和其他優勢以及特征。
[0007]應該理解，以上概述被提供，從而以簡化形式介紹將在【具體實施方式】中進一步描述的概念的選擇。這不意味著確認要求保護的主題的關鍵或必要特征，該要求保護的主題的范圍由所附權利要求唯一定義。此外，要求保護的主題不限于解決上述或在本公開的任何部分中提到的任何缺點的實施方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1顯示了發動機的示意圖。
[0009]圖2顯示了說明用于估計排氣壓力的示例性方法的流程圖。
[0010]圖3顯示了將廢氣門執行器馬達電流與渦輪壓力關聯的圖示。
[0011]圖4顯示了說明根據本公開的實施例的氣門正時事件和排氣壓力的圖示。
【具體實施方式】
[0012]在增壓發動機中，電子廢氣門執行器可提供精確的輸出，以便實現對發動機所需要的增壓的運送。電動執行器的輸出可以是供應給執行器馬達的電流和由其磁體產生的磁場(如果存在的話)的函數。由電動執行器產生的力可以是其磁通量乘以流經其繞組的電流(在下文中稱為“馬達電流”)的函數。因而，執行器馬達電流與排氣作用于廢氣門上的力成比例。通過測量隨時間的馬達電流，可估計平均排氣壓力。估計的排氣壓力可用于確定發動機空氣充氣，估計渦輪功率，調整燃料噴射量，確定微粒過濾器煙粒負荷是否已經達到再生閾值，以及其他參數。
[0013]如果已經將凸輪軸正時設定為包含正氣門重疊，則平均排氣壓力在發動機空氣充氣的計算中的應用可能不是完全精確的，因為氣門重疊期期間的排氣壓力可不同于非重疊期期間的排氣壓力。可通過利用馬達電流測量確定氣門重疊期期間的排氣壓力。具體地，可計時馬達電流的采樣，以便測量重疊期期間的電流，以及氣門事件之間的時間。利用這些測量，可在氣門重疊期期間確定排氣壓力。然后，重疊期間的排氣壓力可用于提供更精確的空氣充氣估計，而不是只利用平均排氣壓力。
[0014]在圖1中描述了包含渦輪增壓器和電致動的廢氣門的示例性發動機。根據圖3中描述的圖示，發動機也包含經配置為執行圖2中描述的方法的控制器。
[0015]現在參考圖1，其顯示了多汽缸發動機10的一個汽缸的示意圖，其可被包括在汽車的推進系統中。可至少部分地通過包含控制器12的控制系統和通過經由輸入設備130來自車輛操作員132的輸入而控制發動機10。在這個示例中，輸入設備130包含加速器踏板和用于生成比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發動機10的燃燒室(即汽缸)30可包含燃燒室壁32，活塞36位于該燃燒室壁32中。在某些實施例中，在汽缸30內的活塞36表面可具有碗狀物。可將活塞36連接至曲軸40，以便將活塞的往復運動轉化成曲軸的旋轉運動。可通過中間變速器系統將曲軸40連接至車輛的至少一個驅動輪。進一步地，可通過飛輪將起動機馬達連接至曲軸40，以便啟用發動機10的起動操作。
[0016]燃燒室30可接收來自進氣歧管44的進氣，且可通過排氣道48排出燃燒氣體。經由進氣道42供給進氣歧管44。進氣歧管44和排氣道48可通過各自的進氣門52和排氣門54有選擇地與燃燒室30相通。在某些實施例中，燃燒室30可包含兩個或更多個進氣門和/或兩個或更多個排氣門。
[0017]可通過控制器12經由電氣門執行器(EVA) 51控制進氣門52。同樣地，可通過控制器12經由EVA53控制排氣門54。可替換地，可變氣門執行器可以是電液壓的或是使能實現氣門致動的任何其他可預計的機構。在某些條件期間，控制器12可改變提供給執行器51和53的信號，以便控制各自的進氣門和排氣門的打開和關閉。可分別通過氣門位置傳感器55和57確定進氣門52和排氣門54的位置。在可替換的實施例中，一個或更多個進氣門和排氣門可通過一個或更多個凸輪致動，且其可利用凸輪廓線變換系統(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統中的一個或更多個以改變氣門操作。例如，汽缸30可以可替換地包含經由電氣門致動控制的進氣門和經由包含CPS和/或VCT的凸輪致動控制的排氣門。
[0018]燃料噴射器66被顯示為直接連接至燃燒室30，以便經由電子驅動器68與從控制器12接收的信號FPW的脈寬成比例地直接地向燃燒室30中噴射燃料。如此，燃料噴射器66在燃燒室30中提供公知的燃料的直接噴射。例如，可在燃燒室的側面或燃燒室的頂部中安裝燃料噴射器。可通過包含燃料箱、燃料泵和燃料導軌的燃料系統(沒有示出)將燃料傳送給燃料噴射器66。
[0019]點火系統88可在選擇的操作模式下響應于來自控制器12的點火提前信號SA，經由火花塞92將點火火花提供給燃燒室30。盡管顯示了火花點火組件，但在某些實施例中，發動機10的燃燒室30或一個或更多其他燃燒室可以在具有或不具有點火火花的情況下以壓縮點火模式操作。
[0020]進氣道42可包含分別具有節流板64和65的節氣門62和63。在這個具體的示例中，可通過控制器12經由提供給包含節氣門62和63的電動馬達或執行器的信號而改變節流板64和65的位置，通常將所述配置稱為電子節氣門控制(ETC)。如此，可操作節氣門62和63，以便改變提供給燃燒室30等其他發動機汽缸的進氣。可通過節氣門位置信號TP將節流板64和65的位置提供給控制器12。可在沿進氣道42和進氣歧管44的多個點處測量壓力、溫度和空氣質量流量。例如，進氣道42可包含用于測量通過節氣門63進入的純凈的空氣質量流量的空氣質量流量傳感器120。可經由MAF信號將純凈的空氣質量流量傳遞給控制器12。
[0021 ] 發動機10還可包含壓縮設備，如至少包含在進氣歧管44的上游布置的壓縮機162的渦輪增壓器。關于渦輪增壓器，壓縮機162可至少部分地由沿排氣道48布置的渦輪164(例如，經由軸)驅動。因而，可通過控制器12改變經由渦輪增壓器提供給發動機的一個或更多汽缸的壓縮量。進一步地，排氣道48可包含用于使排氣離開渦輪164的廢氣門26。可利用執行器28操作廢氣門26,該執行器28例如可以是包含永久磁體的電動執行器。在某些實施例中，執行器28可以是電動馬達。廢氣門26和/或壓縮機旁通閥(圖1中沒有示出)可通過控制器12經由執行器(例如，執行器28)被控制為在例如期望較低的增壓壓力時打開。
[0022]增壓空氣冷卻器154可包括在壓縮機162的下游和進氣門52的上游。例如，增壓空氣冷卻器154可經配置用于冷卻經由壓縮機162通過壓縮已經被加熱的氣體。在一個實施例中，增壓空氣冷卻器154可在節氣門62的上游。可利用例如傳感器145或147測量壓縮機162的下游的壓力、溫度和空氣質量流量。可分別經由信號148和149將來自傳感器145和147的測量結果傳輸到控制器12。可利用例如傳感器153測量壓縮機162的上游的壓力和溫度，且所述壓力和溫度經由信號155而傳輸到控制器12。
[0023]進一步地，在公開的實施例中，排氣再循環(EGR)系統可將來自排氣道48的期望的排氣部分傳輸到進氣歧管44。圖1顯示了 HP-EGR系統和LP-EGR系統，但是可替換的實施例可只包含LP-EGR系統，或只包含HP-EGR系統。HP-EGR通過HP-EGR通道140從渦輪164的上游傳輸到壓縮機162的下游。可通過控制器12經由HP-EGR閥142改變提供給進氣歧管44的HP-EGR的量。LP-EGR通過LP-EGR通道150從渦輪164的下游傳輸到壓縮機162的上游。可通過控制器12經由LP-EGR閥152改變提供給進氣歧管44的LP-EGR的量。例如，HP-EGR系統可包含HP-EGR冷卻器146，并且LP-EGR系統可包含LP-EGR冷卻器158，以便將來自EGR氣體的熱排入發動機冷卻劑。
[0024]在某些條件下，EGR系統可用于調節燃燒室30內的空氣和燃料混合物的溫度。因而，可能期望測量或估計EGR質量流量。EGR傳感器可布置在EGR通道內，且其可提供質量流量、壓力、溫度、02的濃度和排氣的濃度中的一個或更多個的指示。例如，可在HP-EGR通道140內布置HP-EGR傳感器144。
[0025]在某些實施例中，可在LP-EGR通道150內安置一個或更多個傳感器，以便提供對壓力、溫度和通過LP-EGR通道再循環的排氣的空燃比中的一個或更多個的指示。通過LP-EGR通道150轉向的排氣可在位于LP-EGR通道150和進氣道42的接合點的混合點處被新鮮的進氣稀釋。特別地，通過與第一進氣節氣門63 (位于壓縮機上游的發動機進氣的進氣道中)協同地調整LP-EGR閥152，可調整EGR流量的稀釋。
[0026]可根據發動機進氣流中的傳感器145的輸出推斷LP-EGR流量的百分比稀釋度。特別地，傳感器145可位于第一進氣節氣門63的下游、LP-EGR閥152的下游和第二主進氣節氣門62的上游，使得可以精確地確定位于或接近主進氣節氣門的LP-EGR稀釋度。例如，傳感器145可以是氧傳感器，如UEGO傳感器。
[0027]排氣傳感器126被顯示為在渦輪164的下游連接至排氣道48。傳感器126可以是用于提供排氣空燃比的指示的任何適當的傳感器，如線性氧傳感器或UEGO (通用或寬域排氣氧傳感器)、雙態氧傳感器或EGO、HEGO (加熱的EGO)、NOx, HC或CO傳感器。
[0028]排放控制裝置71和72被顯示為沿排氣傳感器126的下游的排氣道48布置。裝置71和72可以是選擇性催化還原(SCR)系統、三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、多種其他排放控制裝置或其組合。例如，裝置71可以是TWC，而裝置72可以是微粒過濾器(PF)。在某些實施例中，PF72可以位于TWC71的下游(如圖1中示出的)，而在其他實施例中，可將PF72放置在TWC72的上游(在圖1中沒有示出)。
[0029]控制器12在圖1中顯示為微型計算機，包含微處理器單元(CPU)102、輸入/輸出端口(I/O) 104、在這個具體示例中顯示為只讀存儲器芯片(ROM) 106的用于可執行程序和校準值的電子存儲介質、隨機存取存儲器(RAM) 108、保活存儲器(KAM) 110和數據總線。控制器12可從耦合至發動機10的傳感器接收各種信號，除了先前討論的那些信號之外，還包含來自空氣質量流量傳感器120的進氣質量空氣流量(MAF)的測量值；來自耦合到冷卻套筒114的溫度傳感器112的發動機冷卻劑溫度(ECT);來自耦合到曲軸40的霍爾效應傳感器118 (或其他類型)的表面點火感測信號(PIP);來自節氣門位置傳感器的節氣門位置(TP);和來自傳感器122的絕對歧管壓力信號MAP。可通過控制器12根據信號PIP產生發動機轉速信號RPM。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可用于提供對進氣歧管中的真空或壓力的指示。注意，可使用上述傳感器的各種組合，如不具有MAP傳感器的MAF傳感器，或反之亦然。在化學計量操作期間，MAP傳感器可(通過氣流估計)給出發動機扭矩的指示。進一步地，這個傳感器，連同探測到的發動機轉速，可提供引入汽缸中的進氣(包含空氣)的估計。在一個示例中，也被用作發動機轉速傳感器的傳感器118可在曲軸的每次旋轉中產生預定數目的等間隔的脈沖。
[0030]存儲介質只讀存儲器106可以計算機可讀數據編程，所述計算機可讀數據表示可通過處理器102實施以用于執行下面描述的方法以及可預計的但是沒有具體列出的其他變體的指令。
[0031]如上所述，圖1只顯示了多汽缸發動機中的一個汽缸，并且每個汽缸可同樣地包含它自己的一組進氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞，等等。
[0032]現在轉向圖2，其說明了用于確定排氣壓力的方法200。可通過控制器12根據在其上存儲的指令而執行方法200。方法200可基于來自廢氣門執行器馬達的電流來確定來自發動機的排氣壓力，例如，基于圖1的電動廢氣門執行器28消耗的電流。
[0033]在202，確定發動機運轉參數。發動機運轉參數可包含但不限于，發動機轉速和負載、進氣歧管壓力、排氣流、排氣溫度、空燃比、凸輪軸位置、氣門正時和其他參數。在204，確定是否利用進氣門和排氣門重疊操作發動機。在氣門重疊期間，對于部分發動機循環，可同時打開指定汽缸的排氣門和進氣門。例如，可延遲排氣門關閉正時和/或可提前進氣門打開時間，以便隨著進氣門的打開的開始而關閉排氣門，引起其中兩個氣門均打開的重疊期。
[0034]結果，可能發生兩件事。一個可能是，在燃燒期間汽缸內剩余的排氣量(稱為內部EGR)可增加，在某些條件期間提高了發動機效率和減少了排放。當重疊期間的排氣壓力大于汽缸內的壓力時，發生這種情況。空氣的這種捕集影響了空氣充氣。
[0035]當在進氣門打開時的部分時間期間打開排氣門時的另一種可能性是，可立即將抽吸到汽缸內的某些進氣排出到排氣系統，進一步影響排氣壓力。這種影響也被稱為清污，并且影響了在發動機內部捕集的氣流和通過發動機的總氣流之間的關系。這種影響是重疊期間排氣壓力的函數。
[0036]計算的平均排氣壓力可能不與重疊期間的排氣壓力緊密地相關。結果，如果廢氣門執行器馬達電流關于氣門正時隨機地采樣，則其可能不能精確地反映重疊期間的排氣壓力。
[0037]因而，如果在204確定利用氣門重疊操作發動機，則方法200進行到218，這將在下面解釋。如果不以氣門重疊操作發動機，則方法200進行到206，以便測量由廢氣門執行器消耗的電流。例如，可利用電流探針或傳感器測量馬達電流。可替換地，可基于歐姆定律將電流計算為執行器電壓(例如，端電壓)和執行器電阻的比，如果這兩個量已知或可測量并且當電阻/溫度查詢表可用時。由廢氣門執行器消耗的電流(否則稱為馬達電流)可在給定的持續時間上周期性地測量，例如，可在一秒或10個發動機循環或其他適當的持續時間期間，在每個發動機循環測量10次，每毫秒測量一次，等等。馬達電流之后可以被平均以便提供在給定的持續時間上的平均電流。
[0038]在208，基于平均馬達電流確定平均排氣壓力。隨著排氣壓力由于隨每個發動機燃燒事件之后的燃燒氣體的排放而產生的波動，可計算在給定的持續時間上的平均排氣壓力，以便提供整體排氣壓力的更穩定的表示。當確定平均馬達電流時，可過濾或不過濾馬達電流信號。由廢氣門執行器消耗的平均電流對應于廢氣門施加的用以克服平均排氣力的力。因此，可將執行器電流轉化成渦輪兩端的壓力差。圖3顯示了渦輪壓力差與執行器電流的示例性圖示300。豎軸是前置渦輪和后置渦輪壓力之間的差。圖示300可被存儲在控制器的存儲器中，且用于查找針對給定的平均電流的渦輪壓力差。如圖示300所示，渦輪兩端的壓力差與廢氣門執行器電流的變化成比例地增加。然后可根據渦輪壓力差和測量或估計的后置渦輪壓力估計排氣壓力。
[0039]可基于另外的運轉參數確定排氣壓力。例如，如210處所示，可基于執行器馬達電流并且進一步基于廢氣門位置而估計排氣壓力。包含廢氣門位置提供了更大的靈活性，從而說明連桿角度和廢氣門提升表面取向隨廢氣門位置的變化，這可能不在利用馬達電流的排氣壓力確定中反映。
[0040]可以適當的方式確定廢氣門位置。在一個示例中，可基于廢氣門馬達確定廢氣門位置。在一個示例中，傳感器可測量由馬達致動的桿的線性位移。可替換地，馬達可包含容納在馬達內部的旋轉編碼器。可將編碼器耦合至馬達中的最緩慢旋轉的元件，所述馬達被連接至驅動桿。這種編碼器可收集遍布元件旋轉經過的整個范圍的測量，所述范圍可以例如是180度。在這種情況下，編碼器的輸出隨馬達旋轉變化。在另一個示例中，馬達包含螺桿(例如，滾珠螺桿)，該螺桿的旋轉可被測量并用于確定廢氣門的位置。然而，可使用不同的位置編碼器，因為滾珠螺桿或其他旋轉元件可旋轉通過大于180度和/或360度的范圍。可使用多種適當的編碼器，例如，其探測與絕對位置相對的角位置的改變。
[0041]在其他示例中，如在212所示，可基于馬達電流和進一步基于排氣流估計排氣壓力。包含排氣流提供了說明由于廢氣門提升閥周圍的流向的變化而產生的氣體動力學的靈活性。排氣流可通過排氣中的傳感器確定，可基于進氣質量流量和燃燒條件估計，或通過其他適當的機制估計。
[0042]在214，基于在218計算的平均排氣壓力確定發動機空氣充氣。空氣充氣可以是進氣歧管壓力和排氣壓力的函數。在215，基于空氣充氣和排氣壓力確定渦輪功率。渦輪功率可描述渦輪輸出的功率，并且在一個示例中，渦輪功率可以基于施加于渦輪增壓器的軸的扭矩和所述軸的角速度。可基于渦輪兩端的壓力比計算渦輪功率，其可用于計算通過渦輪施加于所述軸的扭矩，并且因而計算渦輪功率。基于發動機空氣充氣、渦輪功率和/或排氣壓力，可在216調整多個發動機運轉參數。可被調整的示例性運轉參數包含燃料噴射量、燃料噴射正時、EGR氣門位置、節氣門位置、火花正時、廢氣門位置，等等。例如，為了維持期望的空燃比，可基于發動機空氣充氣調整噴射到發動機的燃料量。在另一個示例中，可基于發動機空氣充氣，通過調整EGR閥如LP-EGR閥和/或HP-EGR閥的位置而維持期望的EGR速率。進一步地，在208確定的排氣壓力可用于調整多種運轉參數。例如，如果排氣壓力大于閾值，則其可以表示在排氣道中的微粒過濾器上的煙粒負荷已經達到閾值水平。控制器之后可開始微粒過濾器的再生。在另一個示例中，排氣壓力和進氣歧管壓力之間的差異連同EGR閥位置可指示實際上有多少EGR流到發動機；可基于排氣壓力調整EGR閥的位置，以便維持發動機處的期望的EGR量。在另一個示例中，如上所述，可確定渦輪功率，并且可基于渦輪功率調整廢氣門位置。例如，如果渦輪功率小于期望的渦輪功率，則可將廢氣門移動到更加關閉的位置。
[0043]返回到204，如果確定利用氣門重疊操作發動機，則方法200進行到218，以便確定氣門重疊期是否大于第一閾值。氣門重疊期可包含其中給定汽缸的排氣門和進氣門都打開的時間周期。如上所述，在氣門重疊期間，排氣壓力可不同于沒有氣門重疊的壓力。然而，如果氣門重疊期相對小(例如，小于第一閾值)，則對排氣壓力的作用可最小化。閾值重疊期可以是適當的閾值，低于該閾值，觀察到對整體排氣壓力的最小作用，如五度曲軸轉角。因而，如果氣門重疊期小于第一閾值，則方法200繼續回到206，以便如上所述，在不考慮氣門正時事件的情況下測量廢氣門馬達電流并且計算排氣壓力。如果氣門重疊期大于或等于第一閾值，則方法200進行到220，以便確定發動機轉速是否小于第二閾值。
[0044]如果發動機轉速相對高(例如，大于第二閾值)，則不可以特別地在氣門重疊期期間精確地采樣馬達電流。第二閾值可以是適當的發動機轉速，如2000RPM。如上所述，如果發動機轉速大于或等于第二閾值，在氣門重疊期期間的采樣可能是不精確的，因此方法200進行回到206。如果發動機轉速低于第二閾值，則方法200進行到222，以便測量由廢氣門執行器馬達消耗的電流。這種測量可類似于上述在206解釋的測量。然而，這種測量也包含在224采樣氣門重疊期期間的電流。電流采樣可以是執行器電流的基于表面點火感測(PIP)的采樣，其提供了在氣門重疊期間關于排氣壓力的更多本地化信息。可執行重疊期期間的采樣，以便在每個接近上止點的燃燒事件對馬達電流進行一次采樣，如在150-180°C A持續時間內或在進氣門打開時。另外，可在發動機循環的其他時間期間采樣馬達電流。這種采樣導致氣門重疊期期間更加典型的空氣充氣計算。在下面關于圖4介紹關于氣門重疊期期間采樣馬達電流的另外的細節。
[0045]在226，基于氣門重疊期期間采樣的平均電流確定氣門重疊期期間的排氣壓力。可進一步利用來自在發動機循環的其他部分采樣的電流的信息修改排氣壓力，以便調整其他壓力波傳播效應、發動機循環的壓力部件的傳感器動力學和動態學效應。可以類似于在208確定的平均排氣壓力的方式確定在226確定的重疊期間的排氣壓力。例如，如在228所示，可基于重疊期間的電流和進一步基于廢氣門位置來確定排氣壓力。同樣，如在230所示，可基于平均電流和進一步基于排氣流而確定重疊期間的排氣壓力。同樣，如在231所示，可基于重疊期間的電流和進一步基于發動機循環上的平均電流而確定重疊期間的排氣壓力。
[0046]在232，確定是否探測到汽缸空氣充氣不平衡。汽缸空氣充氣不平衡可指示每個汽缸在氣門重疊期期間的排氣壓力是否不相等。例如，可存儲每個汽缸在氣門重疊期期間采樣的馬達電流，并且確定重疊期期間的排氣壓力。如果來自一個汽缸的排氣壓力不同于來自其他汽缸的排氣壓力(例如，如果排氣壓力的差超過5% )，則可確定汽缸失去平衡。例如，可能不能為不平衡的汽缸最優地設定進氣和/或排氣門正時，導致與發動機的其他汽缸比較通過汽缸的不同的排氣流。
[0047]如果探測到汽缸不平衡，則方法200進行到234，以便調整不平衡的汽缸的氣門重疊。這可包含調整排氣和/或進氣門關閉正時、排氣和/或進氣門升程，等等。然后，如上所述，方法200進行到214，以便根據排氣壓力確定空氣充氣和/或渦輪功率。同樣地，如果在232未探測到汽缸不平衡，則方法200也進行到214，以便計算空氣充氣和/或渦輪功率。如前所述，可在216基于空氣充氣和/或渦輪功率調整一個或更多個運轉參數。然后方法200返回。
[0048]因而，方法200通過在一個或更多個發動機循環期間周期性地采樣廢氣門執行器馬達電流而確定平均排氣壓力。如果利用氣門重疊操作發動機，則可將馬達電流的采樣的正時設定為對應于氣門重疊期。也就是，每個發動機循環的馬達電流的至少一個樣本可與給定的汽缸的進氣門打開事件同步。
[0049]圖4是描述多個汽缸的不例性氣門正時事件和發動機排氣壓力的圖不400。在圖4描述的示例中，說明了四汽缸發動機的三個汽缸的氣門正時事件(汽缸1、3和4)，假設1-3-4-2的發動機點火順序(在圖4中未示出汽缸2)。然而，應該理解，其他發動機布置也是可行的，例如6汽缸發動機。
[0050]曲線402和404描述了在部分負荷下的正常發動機操作期間汽缸I的排氣門(虛線402)和進氣門(實線404)的氣門正時。如圖所示，可在接近活塞在做功沖程的末期降至最低點的時刻打開排氣門。排氣門然后可隨著活塞完成排氣沖程而關閉，至少在開始隨后的進氣沖程之前保持打開。以相同的方式，進氣門可在進氣沖程開始時或開始之前打開，并且可以至少在開始隨后的壓縮沖程之前保持打開。
[0051]由于排氣門關閉和進氣門打開之間的時序差異，在排氣沖程的末期之前和進氣沖程開始之后的較短的持續時間中，進氣門和排氣門均可打開。兩個氣門均可打開的這個周期被稱為排氣門重疊406 (或簡稱為氣門重疊)的正進氣，其由曲線402和404的交叉的陰影區表示。在一個示例中，氣門重疊406可以是發動機的默認的凸輪位置。[0052]曲線408和410描述了汽缸3的排氣門(曲線408)和進氣門(曲線410)的氣門正時。通過氣門重疊412說明了汽缸3的氣門重疊。曲線414和416描述了汽缸4的排氣門(曲線414)和進氣門(曲線416)的氣門正時。通過氣門重疊418說明了汽缸4的氣門重疊。
[0053]在每個排氣事件期間，排氣被排入排氣歧管，升高了排氣壓力。因而，隨著打開每個排氣門，排氣壓力可以波動。同樣地，為了確定整體排氣壓力，可周期性地采樣廢氣門執行器的馬達電流，并且平均馬達電流用于計算平均排氣壓力。進一步地，因為利用進氣門和排氣門重疊操作發動機，所以可定時馬達電流的采樣，以便與氣門重疊期重疊。
[0054]曲線420說明了歧管的下游的排氣歧管和/或排氣道中的排氣壓力。虛線框指示其中廢氣門馬達電流被采樣以計算平均排氣壓力的時間周期。另外，陰影線框是與汽缸的氣門重疊期重疊的馬達電流樣本。因而，如圖4所示，每個排氣事件對馬達電流采樣四次，其中在氣門重疊期期間的每個排氣事件獲得一個馬達電流樣本。如圖所示，重疊期期間的樣本可與馬達電流的其他樣本同等地定時，或可以是不必要與其他樣本同等地定時的另外的樣本。
[0055]應該明白，此處公開的配置和方法本質上是示例性的，并且應該明白不能將這些具體的實施例認為是限制意義的，因為許多變化是可行的。例如，可將上述技術應用于V-6、L-4、L-6、V-12、對置4缸和其他發動機類型。本公開的主題包含此處公開的各種系統和配置以及其他特征、功能和/或性質的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[0056]所附的權利要求特別地指出被認為是新穎的和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權利要求可涉及“一個”元件或“第一”元件或其等價物。這些權利要求應該被理解為包含一個或更多個這樣的元件的結合，既不要求也不排除兩個或更多個這樣的元件。可通過本權利要求的修改或通過在本申請或相關申請中提出新的權利要求而要求保護所公開的特征、功能、元件和/或性質的其他組合和子組合。這些權利要求，無論在保護范圍上比原始權利要求更寬、更窄、相同或不同，均同樣被認為包含在本公開的主題內。
【權利要求】
1.一種用于發動機的方法，其包括: 基于排氣壓力調整發動機運轉參數，基于廢氣門執行器馬達電流估計所述排氣壓力。
2.根據權利要求1所述的方法，其中進一步基于排氣流估計所述排氣壓力。
3.根據權利要求1所述的方法，其中進一步基于廢氣門位置估計所述排氣壓力。
4.根據權利要求1所述的方法，其中調整所述發動機運轉參數包括調整燃料噴射量。
5.根據權利要求1所述的方法，其中調整所述發動機運轉參數包括調整排氣再循環閥的位置。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述排氣壓力是平均排氣壓力，并且所述方法進一步包括測量基于一個或多個發動機循環的平均廢氣門執行器馬達電流，以便確定所述平均排氣壓力。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述排氣壓力是重疊期間的排氣壓力，并且所述方法進一步包括測量氣門重疊期期間的廢氣門執行器馬達電流。
8.根據權利要求7所述的方法，其進一步包括利用基于一個或多個發動機循環的平均廢氣門執行器馬達電流來調整重疊期間的所述排氣壓力。
9.一種發動機系統，其包括: 包含連接至壓縮機的渦輪的渦輪增壓器；由電動執行器致動的廢氣門，所述廢氣門連接在所述渦輪兩端；和 包含指令的控制器，所述指令用于: 確定由所述電動執行器 的馬達消耗的電流量； 基于所述電流估計作用在所述廢氣門上的排氣壓力；和 基于估計的排氣壓力調整運轉參數。
10.根據權利要求9所述的系統，其中所述控制器包含用于在每個發動機循環中一次或多次地確定由馬達消耗的電流量以便估計平均排氣壓力的指令。
11.根據權利要求10所述的系統，其進一步包括控制汽缸空氣充氣的進氣門和排氣門，并且其中所述控制器包含用于確定在所述進氣門和排氣門的氣門重疊期期間由所述馬達消耗的電流量的指令。
12.根據權利要求11所述的系統，其中所述控制器包含用于基于在所述正氣門重疊期間由所述馬達消耗的電流量而指示汽缸不平衡的指令。
13.根據權利要求12所述的系統，其中所述控制器包含用于如果指示汽缸不平衡，則調整進氣門和/或排氣門正時的指令。
14.根據權利要求9所述的系統，其中所述運轉參數包含廢氣門位置。
15.—種用于發動機的方法,其包括: 基于廢氣門執行器的平均馬達電流估計排氣壓力；和 基于估計的排氣壓力調整廢氣門位置。
16.根據權利要求15所述的方法，其中估計排氣壓力進一步包括估計氣門重疊期期間的排氣壓力。
17.根據權利要求16所述的方法，其中估計正氣門重疊期間的排氣壓力進一步包括在對應于打開進氣門時的期間采樣所述廢氣門執行器的馬達電流。
18.根據權利要求15所述的 方法，其中基于估計的排氣壓力調整廢氣門位置進一步包括基于所述排氣壓力估計渦輪功率以及基于所述渦輪功率調整所述廢氣門位置。
19.根據權利要求15所述的方法，其中進一步基于排氣流估計所述排氣壓力。
20.根據權利要求15所述的方法，其中`進一步基于廢氣門位置估計所述排氣壓力。
【文檔編號】F01N11/00GK103883381SQ201310703208
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2012年12月21日
【發明者】A·Y·卡尼克, 王沿, V·V·柯克托維克, J·A·希爾迪奇, A·R·蓋爾 申請人:福特環球技術公司