專(zhuān)利名稱(chēng)：用于改進(jìn)可變幾何形狀渦輪增壓器中的瞬態(tài)響應(yīng)的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及渦輪增壓器控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于改進(jìn)可變幾何形狀渦輪增壓器的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
和

發(fā)明內(nèi)容
需要渦輪增壓器在較寬范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載下運(yùn)行。此前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用來(lái)通過(guò)控制提供給渦輪增壓器的渦輪的廢氣而精確地控制由渦輪增壓器提供的助推力的系統(tǒng)。一般地，用于控制由渦輪增壓器提供的助推力大小的控制機(jī)構(gòu)包括某些類(lèi)型的能有效地改變渦輪入口噴嘴的幾何形狀的可變幾何形狀機(jī)構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，這種機(jī)構(gòu)可包括位于噴嘴中的多個(gè)可動(dòng)式空氣動(dòng)力導(dǎo)流片，或者帶有或不帶葉片的活塞，其包括可相對(duì)于固定式噴嘴壁沿軸向運(yùn)動(dòng)的噴嘴的一個(gè)壁。對(duì)這些機(jī)構(gòu)的控制隨應(yīng)用情況而變，并且可包括氣動(dòng)、機(jī)電、液壓和電動(dòng)液壓致動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)致動(dòng)系統(tǒng)的控制可為開(kāi)環(huán)或閉環(huán)或開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的組合。
對(duì)渦輪增壓器的控制由于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的固有滯后和可變幾何形狀機(jī)構(gòu)的機(jī)械元件的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間而變得復(fù)雜。
如公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)利No.6,269,642中的可變幾何形狀渦輪增壓器(VGT)利用葉片來(lái)引導(dǎo)渦輪噴嘴中的氣流以及調(diào)節(jié)噴嘴的流通面積以便減小渦輪滯后和改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的加速。VGT使用電動(dòng)液壓致動(dòng)系統(tǒng)，這種電動(dòng)液壓致動(dòng)系統(tǒng)利用電控制信號(hào)來(lái)啟動(dòng)滑閥，該滑閥控制著發(fā)動(dòng)機(jī)油流入和流出致動(dòng)器活塞汽缸的情況。所產(chǎn)生的用于旋轉(zhuǎn)葉片的致動(dòng)器力與致動(dòng)器活塞汽缸上的壓差成比例。葉片的動(dòng)態(tài)響應(yīng)為油流和油壓的函數(shù)，并且將根據(jù)如供給壓力、液壓流體溫度、環(huán)境溫度和閥加載以及其它參數(shù)之類(lèi)的運(yùn)行條件而改變。這些影響足以減慢渦輪增壓器葉片的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。使用許多不同的方法來(lái)獲得更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)?？梢哉{(diào)節(jié)內(nèi)部閥參數(shù)(例如噴嘴和孔口尺寸、彈簧剛度、滑閥直徑、滑閥位移、等等)來(lái)產(chǎn)生更快的響應(yīng)。這些變化需要額外的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和成本來(lái)適應(yīng)變化的應(yīng)用要求。
渦輪增壓器應(yīng)用中的廢氣門(mén)以及其它可變幾何形狀裝置也會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似的控制問(wèn)題。
因此，就需要具有一種改進(jìn)了渦輪增壓器中的可變幾何形狀機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的控制系統(tǒng)。
還需要具有一種可在無(wú)需改動(dòng)已有部件的情況下應(yīng)用于現(xiàn)有的可變幾何形狀機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)。


以上概括地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了如此描述，現(xiàn)在將參看附圖，這些附圖并不一定按比例繪制，其中圖1為一種閉環(huán)系統(tǒng)所用的使用本發(fā)明的控制系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖；圖2為圖1中的發(fā)明實(shí)施例所使用的閉環(huán)控制邏輯的流程圖；圖3為一種開(kāi)環(huán)系統(tǒng)所用的使用本發(fā)明的控制系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖；圖4為圖3中的發(fā)明實(shí)施例所使用的開(kāi)環(huán)控制邏輯的流程圖；圖5為正差值所用的通過(guò)使用本發(fā)明的控制系統(tǒng)所建立的時(shí)變脈沖的圖；圖6為負(fù)差值所用的通過(guò)使用本發(fā)明的控制系統(tǒng)所建立的時(shí)變脈沖的圖；圖7為由控制系統(tǒng)計(jì)算的圖5和6的脈沖的振幅和持續(xù)時(shí)間值的圖形表示；圖8是作為時(shí)間的函數(shù)的控制信號(hào)和在可變幾何形狀渦輪增壓器中產(chǎn)生的所得到的致動(dòng)器位移的曲線，覆蓋致動(dòng)器行程的全范圍，既包括正?？刂菩盘?hào)又包括根據(jù)本發(fā)明的脈沖控制信號(hào)；以及圖9是作為時(shí)間的函數(shù)的控制信號(hào)和在可變幾何形狀渦輪增壓器中產(chǎn)生的所得到的致動(dòng)器位移的曲線，覆蓋致動(dòng)器行程的小范圍，既包括正?？刂菩盘?hào)又包括根據(jù)本發(fā)明的脈沖控制信號(hào)。
具體實(shí)施例方式
在下文中將參看附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更充分地描述，在這些附圖中示出了本發(fā)明的某些但非全部實(shí)施例。實(shí)際上，這些發(fā)明可按照許多不同形式來(lái)實(shí)現(xiàn)而不應(yīng)被理解為限定于此處所述的實(shí)施例；相反，通過(guò)提供這些實(shí)施例，因此使得本公開(kāi)內(nèi)容將滿(mǎn)足適用的法律要求。相同的數(shù)字自始至終指的是相同的元件。
本發(fā)明的控制系統(tǒng)包括管理程序邏輯，其監(jiān)控著用以調(diào)節(jié)可變幾何形狀機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)的變化。管理程序邏輯在正?？刂菩盘?hào)輸出與快速脈沖響應(yīng)控制信號(hào)輸出之間進(jìn)行選擇以便調(diào)節(jié)可變幾何形狀機(jī)構(gòu)。對(duì)于預(yù)定閾值之上的控制信號(hào)的較大變化，管理程序邏輯選擇快速脈沖響應(yīng)控制輸出，從而提供具有計(jì)算而得的振幅和持續(xù)時(shí)間的脈沖來(lái)啟動(dòng)可變幾何形狀噴嘴的運(yùn)動(dòng)。脈沖可包括控制信號(hào)的實(shí)際階躍變化，通過(guò)這種階躍變化而變?yōu)槌^(guò)了通常在沒(méi)有管理程序邏輯的情況下所應(yīng)用的正?？刂菩盘?hào)值的值。脈沖的振幅作為差值參數(shù)的函數(shù)而確定。差值參數(shù)可為所需(即正常)控制信號(hào)值與在控制邏輯的先前迭代中所確定的先前控制信號(hào)值之間的差值；替代地，差值參數(shù)可為所需控制信號(hào)與實(shí)際(測(cè)量或估計(jì))控制信號(hào)之間的差值。只要控制信號(hào)的變化低于預(yù)定閾值，則管理程序邏輯就提供正?？刂菩盘?hào)來(lái)調(diào)節(jié)可變幾何形狀機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，脈沖的振幅(或高度)和持續(xù)時(shí)間(或?qū)挾?還可為環(huán)境條件的函數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，這可有利于解決較冷環(huán)境溫度條件的問(wèn)題并且相應(yīng)地調(diào)節(jié)閥的響應(yīng)。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可應(yīng)用于例如先前所引用的標(biāo)題為“可變幾何形狀渦輪增壓器”的美國(guó)專(zhuān)利6,269,642中所限定的可變噴嘴渦輪增壓器中，該專(zhuān)利與本申請(qǐng)為共同受讓人，其公開(kāi)內(nèi)容在此引入作為參考。
參看附圖，圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例。快速改進(jìn)脈沖(RIP)控制器10包括從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)接收代表所需控制值的輸入14的管理程序邏輯電路或設(shè)置結(jié)構(gòu)12。在各種應(yīng)用中，所需控制值作為VGT控制系統(tǒng)的位置、所需助推力水平或控制電流而建立。存儲(chǔ)器16存儲(chǔ)著先前取樣周期的先前所需控制值。在替代實(shí)施例中，存儲(chǔ)器包括用于調(diào)制所存儲(chǔ)的控制值的過(guò)濾功能。先前控制值作為管理程序邏輯的第二輸入18而提供。對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分析，關(guān)于這點(diǎn)將在下文中進(jìn)行更詳細(xì)地描述，并且向開(kāi)關(guān)22提供開(kāi)關(guān)選擇信號(hào)20以便選擇脈沖控制信號(hào)24或正常控制信號(hào)26，其由VGT位置控制器28確定。所選擇的控制信號(hào)被提供至致動(dòng)器30以便調(diào)節(jié)可變噴嘴葉片位置。對(duì)于圖1的實(shí)施例中的閉環(huán)控制系統(tǒng)，傳感器32或基于模型的估計(jì)器檢測(cè)或者估計(jì)渦輪增壓器的實(shí)際運(yùn)行條件，例如電流、可變幾何形狀構(gòu)件位置、或助推力，并且向管理程序邏輯的第三輸入34以及向反饋控制器的反饋加法器36提供代表實(shí)際測(cè)量或估計(jì)值的反饋信號(hào)，該反饋加法器36計(jì)算被輸入至VGT位置控制器28的誤差信號(hào)37。
圖1的RIP控制器中所使用的邏輯示于圖2中。對(duì)于每個(gè)取樣周期，管理程序邏輯12在步驟200中讀取所需控制值。如前所述，該值可為所需的可變幾何形狀構(gòu)件位置、所需的控制電流、或者所需的助推力值，根據(jù)所使用的邏輯和電路而定。在步驟202中，管理程序邏輯計(jì)算第一參數(shù)德?tīng)査?，其為新的所需控制值與先前所需值(存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器16中)之間的差值。在步驟204中，將預(yù)定閾值伽馬(其為正數(shù))與德?tīng)査M(jìn)行比較，如果德?tīng)査⒉淮笥?伽馬，則在步驟206中確定德?tīng)査欠裥∮?伽馬。如果步驟204或步驟206產(chǎn)生了肯定結(jié)果，則在步驟208中，管理程序邏輯確定第二參數(shù)阿爾法，其為新的所需控制值減去實(shí)際測(cè)量(估計(jì))值。在步驟210中，管理程序邏輯測(cè)試阿爾法是否大于+捷塔(第二預(yù)定閾值)；如果為否，則在步驟212中，邏輯測(cè)試阿爾法是否小于-捷塔。如果步驟210或步驟212產(chǎn)生了肯定結(jié)果，則管理程序邏輯在步驟214中確定RIP脈沖振幅和持續(xù)時(shí)間(也分別稱(chēng)作信號(hào)高度和寬度)的值。在步驟216中，RIP脈沖控制信號(hào)24被提供至開(kāi)關(guān)22，對(duì)開(kāi)關(guān)22進(jìn)行定位以便向致動(dòng)器30提供脈沖信號(hào)。在脈沖結(jié)束處，或者在第一和第二參數(shù)德?tīng)査桶柗ǜ髯晕闯^(guò)閾值伽馬和捷塔的任何取樣周期中，開(kāi)關(guān)22被定位至正?？刂破鬏斎?6。舉例來(lái)說(shuō)，如果步驟206產(chǎn)生了否定結(jié)果(意思是德?tīng)査⒉恍∮?伽馬)，則邏輯返回至步驟200，以便使得在該取樣周期中，由開(kāi)關(guān)提供的控制信號(hào)將為正?？刂菩盘?hào)26。類(lèi)似地，如果步驟212產(chǎn)生了否定結(jié)果(意思是阿爾法并不小于-捷塔)，則邏輯返回至步驟200。
在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中使用本發(fā)明的控制系統(tǒng)的實(shí)施例示于圖3中。在大多數(shù)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，渦輪增壓器的控制輸入根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度(N)和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的百分比或燃料流率的函數(shù)來(lái)限定，它們?yōu)榭傮w上表示為元件28’的檢查表或其它傳遞函數(shù)發(fā)生器中的變量。包括管理程序邏輯12、先前控制信號(hào)存儲(chǔ)器16以及開(kāi)關(guān)22在內(nèi)的RIP控制器的元件的運(yùn)行方式如前文結(jié)合圖1所述。開(kāi)環(huán)RIP控制器所使用的邏輯示于圖4中。
對(duì)于每個(gè)取樣周期，管理程序邏輯在步驟400中讀取控制信號(hào)。如前所述，該值可為發(fā)動(dòng)機(jī)速度和百分比負(fù)載或燃料加注速度的函數(shù)。在步驟402中，管理程序邏輯計(jì)算控制參數(shù)德?tīng)査錇樾碌目刂菩盘?hào)與先前控制信號(hào)之間的差值。在步驟404中，對(duì)預(yù)定閾值伽馬進(jìn)行比較，如果德?tīng)査⒉淮笥?伽馬，則在步驟406中確定德?tīng)査欠裥∮?伽馬。如果任何之一為真，則在步驟408中，管理程序邏輯確定RIP脈沖振幅(或者說(shuō)高度)和持續(xù)時(shí)間(或者說(shuō)寬度)的值。開(kāi)關(guān)22被定位至脈沖輸入并且向致動(dòng)器30提供脈沖信號(hào)。在脈沖結(jié)束處，或者在參數(shù)德?tīng)査闯^(guò)閾值伽馬的任何取樣周期中，開(kāi)關(guān)22被定位至正常控制器輸入26。
在所示實(shí)施例中所指的邏輯可利用微處理器、可編程序邏輯陣列(PLA)、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其它離散邏輯按照各種計(jì)算、硬件或固件形式實(shí)現(xiàn)。
由RIP控制器提供的脈沖輸出的實(shí)例示于圖5中，為由超過(guò)+伽馬閾值的正德?tīng)査诞a(chǎn)生的正脈沖。圖6示出了超過(guò)-伽馬閾值的負(fù)德?tīng)査档拿}沖。在每種情況中，脈沖的高度和寬度都在管理程序邏輯中作為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的德?tīng)査?shù)或閉環(huán)系統(tǒng)的阿爾法參數(shù)的函數(shù)來(lái)確定。舉例來(lái)說(shuō)，圖7示出了各為阿爾法或德?tīng)査木€性函數(shù)的脈沖寬度和脈沖高度(分別根據(jù)系統(tǒng)為閉環(huán)或開(kāi)環(huán)而定)?？刂破髦械拿}沖產(chǎn)生函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方式可使用存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中的表來(lái)通過(guò)查表進(jìn)行；替代地，脈沖產(chǎn)生可通過(guò)根據(jù)方程式或傳遞函數(shù)計(jì)算脈沖特征來(lái)實(shí)現(xiàn)以便獲得送往葉片控制系統(tǒng)的所需啟動(dòng)脈沖。
脈沖持續(xù)時(shí)間或?qū)挾冗€可作為所需與測(cè)量或估計(jì)控制值之間的誤差37的函數(shù)來(lái)確定，如圖1中所示。
根據(jù)本發(fā)明的RIP控制器實(shí)現(xiàn)于基本上類(lèi)似于此前所引用的美國(guó)專(zhuān)利No.6,269,642中所示的渦輪增壓器系統(tǒng)中。渦輪增壓器的控制系統(tǒng)使用閉環(huán)控制來(lái)控制渦輪入口噴嘴中的可變?nèi)~片的位置。圖8示出了與正常輸入控制相比，使用本發(fā)明的RIP控制器所實(shí)現(xiàn)的全范圍位移(完全封閉或者完全開(kāi)放)的控制葉片位移中的改進(jìn)響應(yīng)。由RIP控制器所產(chǎn)生的脈沖被標(biāo)以“□”符號(hào)，而正?？刂菩盘?hào)輸出被標(biāo)以“X”符號(hào)。對(duì)于RIP脈沖輸入信號(hào)，所得到的作為時(shí)間函數(shù)的葉片位移在標(biāo)以“◇”符號(hào)的曲線上表示；標(biāo)以“0”符號(hào)的曲線示出了利用正?？刂戚斎胄盘?hào)所獲得的葉片位移。葉片的瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間得到了顯著的減小。
圖9為與圖8相同類(lèi)型的曲線，但是示出的是較小范圍的葉片位移的控制信號(hào)和渦輪增壓器葉片的瞬態(tài)響應(yīng)。應(yīng)當(dāng)指出，在位移的響應(yīng)中存在某些過(guò)調(diào)。過(guò)調(diào)的量可通過(guò)選擇脈沖控制信號(hào)的振幅和持續(xù)時(shí)間來(lái)控制。過(guò)調(diào)可比較有利，因?yàn)槠淠芗涌煲子谙鄬?duì)于葉片位置發(fā)生滯后的助推壓力的響應(yīng)。因此，通過(guò)有意地將葉片位移過(guò)調(diào)，就能夠使得助推壓力更迅速地到達(dá)所需水平。
因?yàn)镽IP脈沖輸入信號(hào)在短時(shí)期內(nèi)充分地過(guò)調(diào)了與可變幾何形狀葉片的實(shí)際所需位置相對(duì)應(yīng)的水平，所以瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間的減小得以實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)于該短時(shí)期而言，就使得致動(dòng)器基本上按照其最大可能的速度朝著與RIP脈沖信號(hào)的振幅相對(duì)應(yīng)的位置運(yùn)動(dòng)。按照這種方式，葉片就能比在正常輸入信號(hào)被供向致動(dòng)器的情況下更快地到達(dá)實(shí)際所需位置。在正?？刂菩盘?hào)的情況下，就使得致動(dòng)器以低于其最大可能速度的速度運(yùn)動(dòng)并且在葉片到達(dá)所需位置所用的整個(gè)時(shí)期內(nèi)速度基本上恒定。
本發(fā)明的控制系統(tǒng)可應(yīng)用于渦輪增壓器應(yīng)用中的廢氣門(mén)控制系統(tǒng)以及其它可變幾何形狀構(gòu)型。
本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解此處所述的本發(fā)明的許多改動(dòng)和其它實(shí)施例，它們具有以上描述和相關(guān)附圖中所提出的教義的權(quán)益。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的特定實(shí)施例，并且各種改動(dòng)和其它實(shí)施例也意欲包括于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管此處使用了特定術(shù)語(yǔ)，但它們只用于一般描述意義，而非用于進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1.一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)所用的渦輪增壓器中的可變幾何形狀機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，包括邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于取樣代表其中渦輪增壓器所要運(yùn)行于的所需運(yùn)行條件的所需控制值，以及取樣代表在先前取樣周期中確定的所需控制值的先前所需控制值，邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)還結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于確定第一差值參數(shù)，其為所需控制值與先前所需控制值之間的差值，以及根據(jù)所述第一差值參數(shù)產(chǎn)生控制信號(hào)輸出，以便使得控制信號(hào)輸出在所述第一差值參數(shù)大于預(yù)定第一閾值時(shí)具有第一值，而在所述第一差值參數(shù)不大于預(yù)定第一閾值時(shí)具有不同于第一值的第二值，并且其中邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)還結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于提供作為具有預(yù)定振幅和持續(xù)時(shí)間的脈沖的第一值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于隨所述第一差值參數(shù)而變地確定脈沖的振幅和持續(xù)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于隨環(huán)境條件而變地確定脈沖的振幅和持續(xù)時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其中邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于使得控制信號(hào)輸出在脈沖持續(xù)時(shí)間終止時(shí)具有第二值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)包括開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于在第一與第二條件之間轉(zhuǎn)換，在第一條件中，開(kāi)關(guān)輸出具有第一值的控制信號(hào)輸出，在第二條件中，開(kāi)關(guān)輸出具有第二值的控制信號(hào)輸出，邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于向開(kāi)關(guān)提供開(kāi)關(guān)信號(hào)以便在第一與第二條件之間轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中控制信號(hào)輸出的第二值包括正?？刂菩盘?hào)，并且還包括控制器，控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于產(chǎn)生正?？刂菩盘?hào)以便驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器從當(dāng)前運(yùn)行條件轉(zhuǎn)向所需運(yùn)行條件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其中控制器包括開(kāi)環(huán)控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其中開(kāi)環(huán)控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)上的加載程度而變地產(chǎn)生正?？刂菩盘?hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其中開(kāi)環(huán)控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料加注速度而變地產(chǎn)生正常控制信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其中控制器包括閉環(huán)控制器，其接收反饋信號(hào)并且根據(jù)反饋信號(hào)確定正?？刂菩盘?hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制系統(tǒng)，其中邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于取樣代表渦輪增壓器的實(shí)際運(yùn)行條件的實(shí)際控制值，以及確定第二差值參數(shù)，其為所需控制值與實(shí)際控制值之間的差值，邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)在第一差值參數(shù)大于第一閾值或者第二差值參數(shù)大于第二閾值時(shí)產(chǎn)生處于第一值的控制信號(hào)輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制系統(tǒng)，還包括傳感器，傳感器可用于檢測(cè)實(shí)際運(yùn)行條件以及產(chǎn)生實(shí)際控制值并且向邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)提供實(shí)際控制值。根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，還包括存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于存儲(chǔ)先前所需控制值以及向邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)提供先前所需控制值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于過(guò)濾所存儲(chǔ)的先前所需控制值。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，還包括用于調(diào)節(jié)可變幾何形狀機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器，致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于從邏輯設(shè)置結(jié)構(gòu)接收控制信號(hào)輸出。
15.一種用于可變幾何形狀渦輪增壓器的控制系統(tǒng)，包括具有第一輸入、第二輸入和輸出的邏輯電路，邏輯電路的結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于計(jì)算第一與第二輸入之間的差值并且根據(jù)所述差值的值來(lái)按照選擇向輸出提供第一值或第二值，邏輯電路還結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于產(chǎn)生脈沖控制信號(hào)；用于向第一輸入提供所需控制信號(hào)的裝置；用于向第二輸入提供先前控制信號(hào)的裝置；結(jié)構(gòu)設(shè)置成用于提供正?？刂菩盘?hào)的控制器；接收正?？刂菩盘?hào)和脈沖控制信號(hào)并且具有開(kāi)關(guān)輸出的開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)對(duì)邏輯電路輸出做出響應(yīng)，響應(yīng)于邏輯電路輸出的第一值向開(kāi)關(guān)輸出提供脈沖控制信號(hào)，響應(yīng)于邏輯電路輸出的第二值向開(kāi)關(guān)輸出提供正?？刂菩盘?hào)；以及連接于開(kāi)關(guān)輸出上的致動(dòng)器，致動(dòng)器可用于調(diào)節(jié)渦輪增壓器的可變幾何形狀機(jī)構(gòu)。
16.一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)所用的渦輪增壓器中的可變幾何形狀機(jī)構(gòu)的方法，包括以下步驟取樣代表其中渦輪增壓器所要運(yùn)行于的所需運(yùn)行條件的所需控制值；取樣代表在先前取樣周期中確定的所需控制值的先前所需控制值；確定第一差值參數(shù)，其為所需控制值與先前所需控制值之間的差值；以及根據(jù)所述第一差值參數(shù)向可變幾何形狀機(jī)構(gòu)所用的致動(dòng)器提供控制信號(hào)輸出，以便使得控制信號(hào)輸出在所述第一差值參數(shù)大于預(yù)定第一閾值時(shí)具有第一值，而在所述第一差值參數(shù)不大于預(yù)定第一閾值時(shí)具有不同于第一值的第二值，提供的所述第一值呈具有預(yù)定振幅和持續(xù)時(shí)間的脈沖的形式。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中脈沖的振幅和持續(xù)時(shí)間為環(huán)境條件的函數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中隨所述第一差值參數(shù)而變地確定脈沖的振幅和持續(xù)時(shí)間。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括使得控制信號(hào)輸出在脈沖持續(xù)時(shí)間終止時(shí)具有第二值的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)上的加載程度而變地確定第二值。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料加注速度而變地確定第二值。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中第二值根據(jù)反饋信號(hào)來(lái)確定。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括以下步驟取樣代表渦輪增壓器的實(shí)際運(yùn)行條件的實(shí)際控制值；確定第二差值參數(shù)，其為所需控制值與實(shí)際控制值之間的差值；以及在第一差值參數(shù)大于第一閾值或者第二差值參數(shù)大于第二閾值時(shí)產(chǎn)生處于第一值的控制信號(hào)輸出。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括將先前所需控制值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中的步驟。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，還包括過(guò)濾所存儲(chǔ)的先前所需控制值的步驟。
全文摘要
一種可變幾何形狀渦輪增壓器所用的控制系統(tǒng)包括管理程序邏輯(12)，用于為超過(guò)差值閾值的所需與先前控制信號(hào)輸入的較大變化選擇脈沖控制輸出(24)，而為較小的控制信號(hào)輸入變化選擇正常控制信號(hào)(26)。控制系統(tǒng)根據(jù)輸入控制信號(hào)變化或渦輪增壓器中的可變幾何形狀系統(tǒng)的實(shí)際與所需位置的對(duì)比來(lái)計(jì)算脈沖控制輸出的振幅和持續(xù)時(shí)間。
文檔編號(hào)F02D41/10GK1780977SQ03820716
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者S·S·阿馬德 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司