CN101302942A - 控制可变几何涡轮增压器的最小流量的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显著提高车辆的起动性能并防止产生喘振噪声和烟尘的控制可变几何涡轮增压器的最小流量的系统和方法,包括制动器,用以限制流量调节器的操纵杆旋转并基于限制操纵杆旋转的位置确定涡轮增压器的最小流量,且处于其位置可调节以控制操纵杆旋转的极限位置和涡轮增压器的最小流量的结构中;以及ECU,如果满足预定的车辆速度和传动比条件,则其计算用于使增压压力检测单元检测的实际增压压力满足目标增压压力的制动器位置修正值,之后对制动器位置调节器进行负荷控制,以根据计算的制动器位置修正值修正当前制动器位置。
Description
相关申请的交叉参照
本申请要求于2006年11月1日提交的韩国专利申请第10-2006-0107054号的优先权,其全文结合于此以供参考。
技术领域
本发明涉及控制可变几何涡轮增压器的最小流量的系统和方法,且更具体地,涉及控制可变几何涡轮增压器的最小流量的系统和方法,通过配置系统使其能够调节制动器的位置以满足固定条件下的目标增压压力,与硬件地固定制动器位置的常规系统相比,可显著提高车辆起动性能并防止产生喘振噪声和烟尘。
背景技术
近来,可变几何涡轮增压器(VGT)已被广泛应用于柴油机以便实现高输出和低污染。
与常规废气门涡轮增压器(WGT)相比,通过可变地应用引入涡轮机的排气的通道面积,可变几何涡轮增压器已发展为可提供高扭矩和高功率同时可在低速时获得足够的扭矩裕度。
在如图1中所示的可变几何涡轮增压器中,为了最大限度地确保在常规废气门涡轮增压器中不足的、低负载区域中的空气量,调节叶片以最小化低速区域中的流通面积并最大化高速区域中的流通面积,因此通过确保充足的空气量提高低速和低负载区域中的响应度且同时减少排气。
下文将参照图2至6说明可变几何涡轮增压器。
如附图中所示,可变几何涡轮增压器包括压缩机10、涡轮机11以及位于二者之间用于调节排气流量的流量调节器12。
流量调节器12调节叶片16的角度位置以改善排气的流量特性,并包括设于涡轮机11的壳体13内的调和环(unison ring)14、以规则间隔设于调和环14的一侧且在不接触涡轮机叶轮15的范围内移动的多个叶片16和圆盘17、操作叶片16和圆盘17的衬套18和操纵杆19、以及通过驱动器杆20连接于操纵杆19并由真空压力操作的驱动器21。
附图标记22表示连杆,其一端支撑于调和环14而另一端连接于叶片16以便与叶片16一起工作。
另外,壳体13内设置有螺杆(螺栓)式制动器23,用以限制驱动器杆20的位移。这里,使用销钉(未示出)连接于驱动器杆20前端的操纵杆19与制动器23产生接触,且制动器23限制操纵杆19的旋转和驱动器杆20的移动,从而设定涡轮增压器的最小流量。
这样,如果驱动器杆20来回移动,则圆盘17由操纵杆19和衬套18操作以其轴为中心旋转。因此,叶片16的角度可通过一端支撑于调和环14的连杆22进行改变。
即,叶片16的工作角度由驱动器21使用可变几何涡轮增压器内的真空压力最适当地设定。
在不同驾驶条件下的叶片最佳位置根据电子控制单元(ECU)的地图信息确定;然而,叶片16的最小角度由机械制动器23在早期确定。
作为开发过程中的匹配项目之一,发动机开发商预定的制动器的位置由VGT制造商使用主VGT进行测量以批量生产VGT。
同时,根据如上所述的可变几何涡轮增压器,可通过控制涡轮机入口的横截面积来增加进气量以最大化能量效率而不增加排气,从而获得更高的输出功率。这种输出功率的增加可在相同负载下吸入更多空气,从而防止产生不完全燃烧的不良成分,例如由空气不足引起的排烟(PM)。
另外,可以通过减少排烟(NOx/PM折衷)确保排气裕度并通过增加的发动机功率增加车辆的余裕力,从而在相同的负载条件下提供更好的燃料效率。
图1示出了按照驱动区域的叶片的位置控制的实例。如图中所示,如果在低速区域中叶片关闭,则通过增加的增压压力可使低速区域中的扭矩增加并提高响应度,从而提高车辆的起动性能。然而,在高速区域中叶片打开以增加排气流量从而提高输出功率。
如果ECU从各传感器如气流传感器、增压压力传感器、水温传感器等接收信号并输出控制信号,可变几何涡轮增压器的控制一般遵照PID控制,且控制叶片的驱动器的性能由通过电磁阀输出的真空压力确定,而通过调节PWM的打开和关闭的占空比控制该电磁阀。
这里,基于各种传感器的输入值,通过比较目标增压压力和增压压力传感器检测的实际增压压力而计算的差值来确定ECU的控制信号。
确定作为可变几何涡轮增压器的主要特征的低速区域中扭矩的增加和响应度提高的主要因素是确定喷嘴面积最小时的最小流量,即确定排气经过通道的最小面积,如图1左上部所示。
如上所述,当依次连接于旋转叶片16的调和环14、衬套18和操纵杆19的驱动器杆20来回移动时,形成叶片16的旋转运动。叶片16的最小面积通过调节螺杆(螺栓)式制动器23的位置以满足低速(通常小于1,000rpm)满载区域中的目标增压压力的试验来确定。
即,可变几何涡轮增压器的最小流量点由螺杆式制动器硬件地确定,而不可能通过具有PID控制算法的ECU调节最小流量点。
通过试验确定的最小流量的设定方法设定制动器23的前后位置,以便在操纵杆19接触制动器23的点(下文称为最小流量区)获得目标增压压力,之后使用固定螺母固定制动器23。
像这样的最小流量设定是影响车辆起动性能和产生喘振噪声及烟尘的非常重要的因素,但在常规方法中因其由制动器的位置硬件地限制所以引起许多问题。
可有利地减少最小流量以提高车辆起动性能,但是如果调节于最佳流量以下,则将产生喘振噪声并增加有害排气如烟尘。
由于最小流量区是叶片的最小面积,其中驱动器杆硬件地接触制动器,所以即使在PID控制的情况下输出最大负荷信号,实际增压压力也不能达到目标增压压力。
在常规技术中,最小流量区的流量范围已由可变几何涡轮增压器的制造商通过部件试验控制于特定偏差范围内;然而,即使其处于偏差范围内,因部件试验中的限制实际发动机中的最小流量也具有许多偏差。
另外,叶片和驱动器之间的连接部分的磨损和制动器的磨损随行驶时间增加而产生,使得改变最小流量,从而导致车辆起动性能劣化(如果最小流量大于最佳值)、喘振噪声和过量烟尘产生(如果最小流量小于最佳值)等各种问题。
图7和8为示出根据常规技术产生的问题的曲线图,其中图7示出了根据发动机最小流量偏差的增压压力特征偏差,图8示出了根据车辆最小流量偏差的增压压力特征偏差。
参照这些附图,由于涡轮增压器在初始起动阶段的响应延迟导致增压压力始终达不到目标值,车辆将在PID负荷最大而叶片处于最小横截面积即最小流量的情况下行驶。
这里,如果最小流量过大,则增压形成因准备最佳匹配状态而延迟,这可导致车辆起动性能的劣化和烟尘的过量产生。
另外,如果最小流量过小,则初始增压形成超过目标增压压力,这可因过度增压引起超过速度疲劳极限而造成涡轮损坏。
这里,在增压压力很高时,如果加速踏板突然释放,则增压压力因空气量突然减少而进入压缩机喘振区(其中在压缩机转速较高时,因缺少空气造成流动分离和逆流而使增压压力变得不稳定),从而造成很大噪声。
由于为最佳匹配状态优化了PID控制的各变量,所以即使使用PID控制也不可能克服硬件限制。
因此,有必要解决因部件和实际发动机之间增压压力形成的差异以及随行驶时间产生的磨损而引起的增压压力形成的特征变化所造成的车辆起动性能劣化和噪声产生等问题。
发明内容
本发明的设计已考虑上述情况,且意在提供控制可变几何涡轮增压器的最小流量的系统和方法,通过配置系统使其能够调节制动器的位置以满足固定条件下的目标增压压力,与硬件地固定制动器位置的常规系统相比,可显著提高车辆的起动性能并防止产生喘振噪声和烟尘。
为了实现这一改进,根据本发明的一方面提供了可变几何涡轮增压器的最小流量的控制系统,包括:制动器,设置于其位置可调节以限制流量调节器的操纵杆旋转以便根据限制操纵杆旋转的位置确定涡轮增压器的最小流量,并限制操纵杆旋转和涡轮增压器的最小流量的结构中;检测车辆行驶速度的车辆速度检测单元;检测车辆传动比的传动比检测单元;检测增压压力的增压压力检测单元;基于车辆速度检测单元、传动比检测单元和增压压力检测单元输入的信号以及预存数据计算制动器位置修正值,并根据计算的制动器位置修正值输出用于修正当前制动器位置的控制信号,从而控制涡轮增压器的最小流量的ECU;以及根据ECU的控制信号调节制动器位置的制动器位置调节器。
这里,制动器位置调节器包括控制驱动器杆的来回移动时调节制动器位置的驱动器。
另外,驱动器为真空压力操作型驱动器,其中驱动器杆的来回移动根据由外部真空压力供应装置通过真空压力供应线供应的真空压力的状态进行控制,且真空压力供应线包括电磁阀,可在其打开和关闭程度根据ECU输出的控制信号进行控制时,控制供应至驱动器的真空压力的状态。
此外,制动器通过销钉与连接于驱动器杆的连杆连接,驱动器杆的铰链销可旋转地连接于形成在连杆的一侧的槽中,而连杆的另一端通过销钉可旋转地连接于固定设置在涡轮增压器的一侧的衬套,制动器以连接于衬套的销钉为中心与连杆一起旋转以便在驱动器杆来回移动的过程中调节制动器的位置。
另外,如果由车辆速度检测单元和传动比检测单元检测的当前车辆速度和传动比满足预定的车辆速度和传动比条件,则ECU计算对应车辆速度和传动比条件的预定目标增压压力与增压压力检测单元检测的实际增压压力之间的差值,之后计算用于将当前制动器位置调节为实际增压压力达到目标增压压力的制动器位置的制动器位置修正值。
而且,制动器位置修正值是通过将目标增压压力和实际增压压力之间的差值除以制动器位置修正常数而计算的值,而制动器位置修正常数是通过试验获得的值,定义为增压压力变化与制动器的操纵杆极限位置变化的比值。
另外,ECU基于计算的制动器位置修正值对制动器位置调节器进行负荷控制,以根据计算的制动器位置修正值修正当前制动器位置。
为了实现这一改进,根据本发明的一方面提供了可变几何涡轮增压器的最小流量的控制方法,包括以下步骤:在ECU确定由车辆速度检测单元和传动比检测单元检测的车辆速度和传动比是否对应于满足预定条件的最小流量获知区(learning region);在ECU计算对应车辆速度和传动比条件的预定目标增压压力与增压压力检测单元检测的实际增压压力之间的差值,之后如果ECU确定车辆速度和传动比对应最小流量获知区,则计算用于将当前制动器位置调节为实际增压压力达到目标增压压力的制动器位置的制动器位置修正值;基于计算的制动器位置修正值在ECU输出用于修正当前制动器位置的控制信号;以及在由ECU输出的控制信号操作并控制制动器位置调节器时,在ECU根据制动器位置修正值调节制动器位置,以控制涡轮增压器的最小流量。
这里,制动器位置修正值是通过将目标增压压力和实际增压压力之间的差值除以制动器位置修正常数而计算的值,而制动器位置修正常数是通过试验获得的值,定义为增压压力变化与制动器的操纵杆极限位置变化的比值。
另外,ECU基于计算的制动器位置修正值对制动器位置调节器进行负荷控制,以根据计算的制动器位置修正值修正当前制动器位置。
本发明的上述特征和优点在附图和以下本发明的详细说明中将是显而易见的或得以进一步详细说明,其中附图结合于此并形成本说明书的一部分,且附图和详细说明通过示例方式共同解释本发明的原理。
附图说明
将参照附图所示的特定示例性实施例说明本发明的上述和其它特征,下文中附图仅作为示例给出,因此不限制本发明,且其中:
图1示出了在常规可变几何涡轮增压器中根据发动机驱动区域的叶片的控制状态;
图2至6是示出一般可变几何涡轮增压器的结构的透视图;
图7至8是示出根据常规技术的问题的曲线图;
图9是示出根据本发明的制动器位置调节器中的驱动器、控制驱动器的操作的ECU以及电磁阀相互连接的状态的示意图;
图10是示出根据本发明的制动器位置调节器中的驱动器和连接于驱动器将被调节位置的制动器的状态示意图;
图11是示出根据本发明的最小流量的控制过程的流程图;以及
图12是示出本发明中负荷与制动器位置之间的位置关系实例的曲线图。
应理解的是附图不必按比例,而是示出了说明本发明基本原理的各种优选特征的稍简化的表现。本文所公开的本发明的具体设计特征,包括例如具体尺寸、方向、位置和形状,将部分由特定应用和使用环境确定。所示实施例的某些特征已相对其它特征放大或变形以便于观察和清晰理解。
在附图中,相同的附图标记在所有附图中指示本发明的相同或等效部件。
具体实施方式
下文将具体参照本发明的各实施例,其实例在附图中示出并在下文说明。尽管将结合示例性实施例说明本发明,但可理解的是本说明不意图于将本发明限制于这些示例性实施例。相反,本发明的意图在于不仅涵盖示例性实施例,而且还包括可属于由所附权利要求确定的本发明的实质和范围内的各种替代物、改型、等效物及其它实施方式。
本发明涉及控制可变几何涡轮增压器的最小流量的系统和方法,其目的在于提供位置可变的制动器并使用位置可变的制动器修正可变几何涡轮增压器的最小流量点,以便解决在安装于柴油机的可变几何涡轮增压器中、由制动器硬件地固定最小流量的常规系统中所引起的车辆起动性能劣化(如果最小流量大于最佳值)和产生喘振噪声和过量烟尘(如果最小流量小于最佳值)等问题。
首先,对于本发明的一个应用,限制流量调节器的操纵杆159的旋转以调节操纵杆旋转的极限值的制动器158设置于其位置可调节的结构中,且特别地,还设置了根据ECU 140的控制信号调节制动器158的位置的制动器位置调节器150。
图9是示出制动器位置调节器150中的驱动器153、控制驱动器153的操作的ECU 140以及电磁阀152相互连接的状态的示意图,图10是示出根据本发明的制动器位置调节器150中的驱动器153和连接于驱动器153将被调节位置的制动器158的状态示意图。
如图10中所示,在接触流量调节器的操纵杆159以限制操纵杆159的操作时确定最小流量的制动器158与连接于制动器位置调节器150的驱动器杆154的连杆155通过销钉156形成整体。
连杆155通过销钉156可旋转地连接于固定设置在涡轮增压器3的一侧的衬套157,且特别地,驱动器杆154的铰链销154a可旋转地连接于形成在其一端的槽155a中。因此,连杆155与驱动器杆154在纵向上具有间隙,且以铰链销154a为中心旋转。
即,由于连杆155通过槽155a连接于铰链销154a,所以连杆155可旋转地连接于驱动器杆154,在图中的左右方向上具有预定长度的间隙。
因此,如果驱动器杆154沿上下方向来回移动,则驱动器杆154推或拉连杆155的一端以便以连接于衬套157的销钉156为中心旋转连杆155,且如果连杆155以销钉156为中心旋转,则制动器158也以销钉156为中心旋转。
这样,连杆155用于随着驱动器153来回移动而旋转制动器158,并将驱动器杆154的线性运动转换为制动器158的旋转运动。
当制动器158的端部与流量调节器的操纵杆159产生接触时,制动器158限制操纵杆159的位置(旋转位置)。如果制动器158以销钉156为中心旋转,则限制流量调节器的操纵杆159位置的制动器158的端部根据旋转位置如图中所标“D”进行变化。
如上所述,本发明控制驱动器杆154的来回移动以调节制动器158的旋转位置,从而限制操纵杆159的旋转位置。
同时,调节制动器158位置的制动器位置调节器150根据ECU 140的控制信号操作以调节制动器158的位置。下文将参照图9和图10说明制动器位置调节器150的示例性实施例。
首先,制动器位置调节器150包括驱动器153,其设置于涡轮增压器3的一端以便在调整驱动器杆154的前后位置时调节制动器158的位置。
驱动器153可由真空泵151提供的真空压力操作,与一般可变几何涡轮增压器3中使用的流量调节器的常规驱动器相同。
即,驱动器153包括与一般可变几何涡轮增压器3中使用的流量调节器的常规驱动器相同的真空压力作用的驱动器杆154。如果在驱动器壳体中的压力室中提供真空压力时将真空压力施加于驱动器杆154,则驱动器杆154拉伸其中安装的弹簧并前移(在图中从壳体中向下伸出)。相反,如果施加于驱动器杆154的真空压力相对降低,则驱动器杆154因弹簧的弹性回复力而后移(在图中向上插入壳体中)。
因此,通过控制压力室中提供的真空压力根据真空压力和弹簧弹力的合成力来控制驱动器杆154的前后位置,从而改变制动器158的位置。
即,如果真空压力附加施加于驱动器壳体中的压力室,则驱动器杆154拉伸弹簧并前移以调节制动器158的位置,然而如果施加于驱动器杆154的真空压力相对降低,则驱动器杆154因弹簧的弹性回复力后移以相反地调节制动器158的位置。
这样,制动器位置调节器150的驱动器153基于施加于压力室的高或低真空压力,通过真空压力和弹簧弹力调节驱动器杆154的前后位置,从而调节制动器158的位置,与流量调节器的驱动器相同。
如图9中所示,施加于制动器位置调节器150的驱动器153的真空压力由发动机2中的真空压力供应装置提供,如真空泵151。这里,真空压力供应线152a设置在真空压力供应装置和驱动器153之间,以将真空压力供应装置的真空压力供应至驱动器153的压力室。
另外,制动器位置调节器150由ECU 140输出的控制信号控制以调节制动器158的位置。为了通过ECU 140输出的控制信号控制制动器位置调节器150的操作,从而调节制动器158的位置,有必要控制供应至制动器位置调节器150的驱动器153的真空压力。为此,电磁阀152设于真空压力供应线152a中以控制施加于驱动器153的真空压力。
电磁阀152根据ECU 140的控制信号打开和关闭,且具体实现为打开和关闭程度可根据ECU 140的负荷信号进行控制的阀。如果控制电磁阀152的打开和关闭程度,则可控制供应至驱动器153的真空压力并因此控制驱动器153的操作,即可控制驱动器杆154的来回移动。因此,制动器的位置可根据ECU 140的负荷信号进行调节。
如图9中所示,根据本发明的最小流量系统的控制系统包括检测车辆行驶速度的车辆速度检测单元110、检测车辆传动比的传动比检测单元120、增压压力检测单元130、ECU 140、制动器位置调节器150和制动器158。
车辆速度检测单元110、传动比检测单元120以及增压压力检测单元130是已设于车辆中的元件,并连接于ECU 140以输入检测信号。因此,基于检测值的电信号被传送至ECU 140。
另外,如果必要,ECU 140基于各检测单元110、120和130输入的信号计算制动器位置修正值,并输出制动器位置修正的控制信号。制动器位置调节器150由控制信号驱动以修正制动器158的位置。
在操作制动器位置调节器150时执行的制动器158位置的调节过程基于ECU 140输出的控制信号进行控制,与以上所述相同。
图11是示出根据本发明的最小流量的控制过程的流程图,将参照该附图说明本发明。
首先,ECU 140将当前车辆速度和当前传动比与车辆速度检测单元110和传动比检测单元120输入的信号比较,以确定当前车辆速度和当前传动比是否对应于最小流量获知区(S100)。
这里,如果当前车辆速度和当前传动比对应于预定条件,则确定其对应于最小流量获知区。
例如,如果车辆速度为100km/h且变速器处于五档,则ECU 140确定其对应于最小流量获知区。
这样,如果ECU 140确定当前车辆状态对应于最小流量获知区,则ECU 140基于增压检测单元130输入的信号确定当前增压压力(下文称为实际增压压力),基于车辆速度和传动比比较检测的实际增压压力和最小流量获知区中的目标增压压力,并计算存储的目标增压压力和检测的实际增压压力之间的差值(S200)。
接下来,ECU 140使用预定的制动器位置修正常数,基于目标增压压力和实际增压压力之间的差值,计算用于修正当前制动器位置使得实际增压压力能满足目标增压压力的制动器位置修正值(S300)。
之后,ECU 140基于计算的制动器位置修正值,输出用于修正制动器位置使得实际增压压力能达到目标增压压力的控制信号(S400)。
因此,当通过ECU 140输出的控制信号操作和控制制动器位置调节器150时,制动器158根据ECU 140计算的制动器位置修正值移动,即移至实际增压压力能满足目标增压压力的位置(见图10)。
在本发明的优选实施例中,ECU 140根据制动器位置修正值对制动器位置调节器150进行负荷控制,以根据计算的制动器位置修正值准确地修正当前制动器位置。
为了执行这些控制过程,通过试验获得的数据应提前输入ECU140中。即对应于最小流量获知区的车辆速度和传动比条件应首先输入,且该区域中的目标增压压力也应提前输入。
另外,在相应区域中根据目标增压压力和通过增压压力检测单元130检测的实际增压压力之间的差值计算制动器位置修正值的关系式,应以通过试验获得的制动器位置修正常数定义的形式提前输入ECU140中。
这里,计算制动器位置修正值的公式可表达为以下公式1:
[公式1]
Stopper_delta=(Boost_tg-Boost_re)/C
其中,Stopper_delta表示制动器位置修正值,Boost_tg表示目标增压压力,Boost_re表示实际增压压力,C表示制动器位置修正常数。这里,制动器位置修正常数是通过试验获得的值,并定义为增压压力变化与制动器158的操纵杆极限位置变化的比值。
此外,负荷和制动器位置间的关系式应通过试验设定并提前输入ECU 140中,使得ECU 140可基于制动器位置修正值执行制动器位置调节器150的负荷控制,即,使得ECU 140可基于计算的制动器位置修正值输出用于控制制动器位置调节器150的负荷信号,如图12中所示。
图12是示出负荷和制动器位置之间的位置关系实例的曲线图。
将采用如下实例说明根据本发明的控制过程。
在针对最小流量获知区的车辆速度(Veh_speed)条件和传动比(Gr_ratio)条件分别设为100km/h和五档,目标增压压力(Boost_tg)设为65kPa,且通过试验获得的制动器位置修正常数(C)设为3(kPa/mm)(制动器位置每+1mm,增压压力增加3kPa)的情况下,如果车辆速度检测单元110和传动比检测单元120检测的当前车辆速度和传动比达到100km/h和五档,且如果增压压力检测单元130检测的实际增压压力(Boost_re)为59kPa,则根据公式1,制动器位置修正值(Stopper_delta)为(65kPa-59kPa)/(3kPa/mm)=+2mm,且与此对应的负荷为+12%(2×6%),如图12中所示。因此,ECU 140输出为72%(基本负荷60%+12%)的负荷信号,并因此根据负荷信号操作和控制制动器位置调节器150以便将制动器158的位置修正2mm,从而达到目标增压压力。
当然,在根据本发明的此示例性实施例中,在ECU 140通过控制电磁阀152的打开和关闭程度而调节制动器位置的情况下,ECU 140输出的负荷信号可被认为是用于对电磁阀152的打开和关闭程度进行负荷控制的控制信号。
如上所述,根据依照本发明的控制可变几何涡轮增压器的最小流量的系统和方法,与硬件地固定制动器位置的常规系统相比,可以显著提高车辆的起动性能并防止喘振噪声和烟尘的产生。为此,本发明的系统和方法将限制流量调节器的操纵杆旋转并基于限制操纵杆旋转的位置确定涡轮增压器的最小流量的制动器,配置于其位置可调节以控制操纵杆旋转的极限位置和涡轮增压器的最小流量的结构中。另外,本发明的系统和方法配置ECU,使得如果预定车辆速度和传动比条件得以满足,则计算用于使增压压力检测单元检测的实际增压压力满足目标增压压力的制动器位置修正值,之后对制动器位置调节器进行负荷控制以根据计算的制动器位置修正值修正当前制动器位置。
如上所述,已说明并示出了本发明的优选实施例,然而本发明不限于此,相反,应理解的是本领域技术人员可对本发明做出各种修改和变型而不偏离如所附权利要求所确定的本发明的实质和技术范围。
Claims (10)
1.可变几何涡轮增压器的最小流量的控制系统,包括:
制动器,设置于其位置可调节以限制流量调节器的操纵杆旋转以便根据限制操纵杆旋转的位置确定涡轮增压器的最小流量,并限制操纵杆旋转和涡轮增压器的最小流量的结构中;
检测车辆行驶速度的车辆速度检测单元;
检测车辆传动比的传动比检测单元;
检测增压压力的增压压力检测单元;
基于车辆速度检测单元、传动比检测单元和增压压力检测单元输入的信号以及预存数据计算制动器位置修正值,并根据计算的制动器位置修正值输出用于修正当前制动器位置的控制信号,从而控制涡轮增压器的最小流量的ECU;以及
根据ECU的控制信号调节制动器位置的制动器位置调节器。
2.如权利要求1所述的可变几何涡轮增压器的最小流量的控制系统,
其中制动器位置调节器包括控制驱动器杆的来回移动时调节制动器位置的驱动器。
3.如权利要求2所述的可变几何涡轮增压器的最小流量的控制系统,
其中驱动器为真空压力操作型驱动器,其中驱动器杆的来回移动根据由外部真空压力供应装置通过真空压力供应线供应的真空压力的状态进行控制,且
其中真空压力供应线包括电磁阀,设置为在其打开和关闭程度根据ECU输出的控制信号进行控制时,控制供应至驱动器的真空压力的状态。
4.如权利要求2所述的可变几何涡轮增压器的最小流量的控制系统,
其中制动器通过销钉与连接于驱动器杆的连杆连接,驱动器杆的铰链销可旋转地连接于形成在连杆的一端的槽中,而连杆的另一端通过销钉可旋转地连接于固定设置于涡轮增压器的一侧的衬套,制动器以连接于衬套的销钉为中心与连杆一起旋转以便在驱动器杆来回移动的过程中调节制动器的位置。
5.如权利要求1所述的可变几何涡轮增压器的最小流量的控制系统,
其中如果车辆速度检测单元和传动比检测单元检测的当前车辆速度和传动比满足预定的车辆速度和传动比条件,则ECU计算对应于车辆速度和传动比条件的预定目标增压压力与增压压力检测单元检测的实际增压压力之间的差值,之后计算用于将当前制动器位置调节为实际增压压力达到目标增压压力的制动器位置的制动器位置修正值。
6.如权利要求5所述的可变几何涡轮增压器的最小流量的控制系统,
其中制动器位置修正值是通过将目标增压压力与实际增压压力之间的差值除以制动器位置修正常数而计算的值,而制动器位置修正常数是通过试验获得的值,定义为增压压力变化与制动器的操纵杆极限位置变化的比值。
7.如权利要求1所述的可变几何涡轮增压器的最小流量的控制系统,
其中ECU基于计算的制动器位置修正值对制动器位置调节器进行负荷控制,以根据计算的制动器位置修正值修正当前制动器位置。
8.可变几何涡轮增压器的最小流量的控制方法,包括以下步骤:
在ECU确定车辆速度检测单元和传动比检测单元检测的车辆速度和传动比是否对应于满足预定条件的最小流量获知区;
在ECU计算对应于车辆速度和传动比条件的预定目标增压压力与增压压力检测单元检测的实际增压压力之间的差值,之后如果ECU确定车辆速度和传动比对应于最小流量获知区,则计算用于将当前制动器位置调节为实际增压压力达到目标增压压力的制动器位置的制动器位置修正值;
基于计算的制动器位置修正值在ECU输出用于修正当前制动器位置的控制信号;以及
在根据ECU输出的控制信号操作和控制制动器位置调节器时,在ECU根据制动器位置修正值调节制动器位置,以控制涡轮增压器的最小流量。
9.如权利要求8所述的可变几何涡轮增压器的最小流量的控制方法,
其中制动器位置修正值是通过将目标增压压力和实际增压压力之间的差值除以制动器位置修正常数而计算的值,而制动器位置修正常数是通过试验获得的值,定义为增压压力变化与制动器的操纵杆极限位置变化的比值。
10.如权利要求9所述的可变几何涡轮增压器的最小流量的控制方法,
其中ECU基于计算的制动器位置修正值对制动器位置调节器进行负荷控制,以根据计算的制动器位置修正值修正当前制动器位置。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102748123A (zh) * | 2012-06-27 | 2012-10-24 | 北京航空航天大学 | 航空活塞发动机涡轮增压器防喘振控制装置 |
CN103161518A (zh) * | 2011-12-14 | 2013-06-19 | 株式会社丰田自动织机 | 可变几何结构涡轮增压器及其流量调节方法 |
CN103703225A (zh) * | 2011-09-28 | 2014-04-02 | 三菱重工业株式会社 | 涡轮增压器用喷嘴叶片开度限制止动结构 |
CN104359680A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-02-18 | 湖南天雁机械有限责任公司 | 可变截面涡轮增压器流量检测和标定的方法及装置 |
CN112065571A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-11 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种增压器主动防喘振的方法和系统 |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008018380A1 (fr) * | 2006-08-10 | 2008-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Dispositif de commande pour moteur à combustion interne équipé d'un turbocompresseur |
DE102008005121A1 (de) * | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Einstellen eines vorbestimmten Durchsatzes bei einer variablen Turbinengeometrie eines Turboladers |
US8122716B2 (en) * | 2008-06-04 | 2012-02-28 | Honeywell International Inc. | VNT flow calibration adjustment |
US9103229B2 (en) * | 2009-12-07 | 2015-08-11 | Volvo Lastvagnar Ab | Vane travel adjustment screw |
WO2012063359A1 (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | ターボチャージャの制御装置 |
DE102011007279A1 (de) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren |
DE102011084086A1 (de) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Einstellen einer Endstellung einer Turbine für eine Aufladeeinrichtung mit variabler Turbinengeometrie |
US8959913B2 (en) | 2011-09-15 | 2015-02-24 | General Electric Company | Systems and apparatus for transferring fluid flow |
US9562537B2 (en) | 2012-04-27 | 2017-02-07 | Borgwarner Inc. | Exhaust-gas turbocharger |
WO2015080920A1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | Borgwarner Inc. | Vtg turbocharger with wastegate controlled by a common actuator |
KR101524382B1 (ko) * | 2013-12-31 | 2015-05-29 | 주식회사 만도 | 가변 터보차저 전기식 액추에이터의 안정적 위치 제어 방법 |
KR101601096B1 (ko) * | 2014-06-05 | 2016-03-08 | 현대자동차주식회사 | 가변형 터보차저가 구비된 엔진의 제어 시스템 및 방법 |
KR101646384B1 (ko) * | 2014-11-21 | 2016-08-05 | 현대자동차주식회사 | 터보차저 제어 듀티 편차 보상 방법 |
JP5997754B2 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-09-28 | 富士重工業株式会社 | エンジンシステムの制御装置 |
JP6394529B2 (ja) * | 2015-07-29 | 2018-09-26 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
DE102020205991A1 (de) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Regelung und Begrenzung einer Drehzahl eines Turboladers |
US11421582B2 (en) | 2020-12-02 | 2022-08-23 | Ford Global Technologies, Llc | Method of controlling a turbocharger |
Family Cites Families (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2570379B2 (ja) * | 1988-04-22 | 1997-01-08 | トヨタ自動車株式会社 | ガスタービンエンジン車両の変速制御装置 |
JP2897348B2 (ja) * | 1990-06-06 | 1999-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | ガスタービン車の変速制御方法 |
JP2692341B2 (ja) * | 1990-06-07 | 1997-12-17 | トヨタ自動車株式会社 | 二軸式ガスタービン機関 |
DE59609439D1 (de) * | 1995-06-07 | 2002-08-22 | Volkswagen Ag | Steuerung für den Ladedruck eines Turboladers an einer Brennkraftmaschine |
JPH1037754A (ja) | 1996-07-24 | 1998-02-10 | Toyota Motor Corp | 可変ノズルターボチャージャ |
JP3237565B2 (ja) * | 1997-04-02 | 2001-12-10 | 三菱自動車工業株式会社 | 過給機制御装置 |
JPH10331650A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Mitsubishi Motors Corp | ターボチャージャ制御装置 |
JP2001003757A (ja) | 1999-06-16 | 2001-01-09 | Isuzu Motors Ltd | 過給機付きエンジン |
JP2001329851A (ja) * | 2000-05-19 | 2001-11-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 可変容量タービンの可変ノズル機構 |
DE10035762A1 (de) * | 2000-07-22 | 2002-01-31 | Daimler Chrysler Ag | Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb eines Abgasturboladers |
JP2002119092A (ja) | 2000-07-31 | 2002-04-19 | Toyota Motor Corp | ステッピングモータの制御装置 |
IT1320703B1 (it) * | 2000-10-06 | 2003-12-10 | Iveco Fiat | Motore endotermico turbocompound. |
JP3735262B2 (ja) * | 2001-02-27 | 2006-01-18 | 三菱重工業株式会社 | 可変容量タービン用可変ノズル機構およびその製作方法 |
JP3482196B2 (ja) * | 2001-03-02 | 2003-12-22 | 三菱重工業株式会社 | 可変容量タービンの組立・調整方法およびその装置 |
US6692406B2 (en) * | 2001-08-29 | 2004-02-17 | Eaton Corporation | Shift control strategy for use with an automated manual transmission coupled to a turbocharged internal combustion engine |
KR100488773B1 (ko) * | 2001-11-09 | 2005-05-12 | 현대자동차주식회사 | 마이크로미터를 스톱퍼로 사용한 가변 터보챠저 |
US6652414B1 (en) * | 2001-11-26 | 2003-11-25 | Banks, Iii Gale C. | Vehicle engine brake and control system |
KR20040038065A (ko) * | 2002-10-31 | 2004-05-08 | 현대자동차주식회사 | 디젤 엔진의 가변 터보차저 제어 방법 |
JP4023306B2 (ja) * | 2002-12-05 | 2007-12-19 | 株式会社日立製作所 | モータ駆動による位置制御方法および装置 |
US7024856B2 (en) * | 2003-02-13 | 2006-04-11 | Jidosha Denki Kogyo Co., Ltd. | Variable nozzle control apparatus of turbocharger |
US7137252B2 (en) * | 2003-02-13 | 2006-11-21 | Jidosha Denki Kogyo Co., Ltd. | Variable nozzle control apparatus of turbocharger |
US6990813B2 (en) * | 2003-06-26 | 2006-01-31 | Jidosha Denki Kogyo Co., Ltd. | Apparatus for controlling variable nozzle of turbocharger |
JP2005083295A (ja) | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Jidosha Denki Kogyo Co Ltd | ターボチャージャーの可変ノズル制御装置 |
JP4617660B2 (ja) * | 2003-10-28 | 2011-01-26 | 株式会社島津製作所 | ターボ形回転機器 |
US7171292B2 (en) * | 2004-03-23 | 2007-01-30 | Cummins, Inc. | Vehicle powertrain torsional processing system |
DE102004058719A1 (de) * | 2004-12-06 | 2006-06-08 | Volkswagen Ag | Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie |
KR20060069655A (ko) * | 2004-12-17 | 2006-06-22 | 기아자동차주식회사 | 차량의 터보 차저 |
KR101020886B1 (ko) * | 2004-12-22 | 2011-03-09 | 현대자동차주식회사 | 엔진 회전수 연동형 스토퍼 장치를 구비한 가변지오메트리 터보 차져 |
KR100783848B1 (ko) * | 2006-10-10 | 2007-12-10 | 기아자동차주식회사 | 가변 터보 챠저의 제어 방법 |
KR101180792B1 (ko) * | 2006-12-11 | 2012-09-10 | 현대자동차주식회사 | 가변용량 터보챠저의 가변식 스토퍼 장치 |
-
2006
- 2006-11-01 KR KR1020060107054A patent/KR100802762B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
2007
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- 2007-11-01 CN CN200710166665XA patent/CN101302942B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103703225A (zh) * | 2011-09-28 | 2014-04-02 | 三菱重工业株式会社 | 涡轮增压器用喷嘴叶片开度限制止动结构 |
CN103703225B (zh) * | 2011-09-28 | 2016-05-18 | 三菱重工业株式会社 | 涡轮增压器用喷嘴叶片开度限制止动结构 |
US9822660B2 (en) | 2011-09-28 | 2017-11-21 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Stopper structure for regulating opening degree of nozzle vane in turbocharger |
CN103161518A (zh) * | 2011-12-14 | 2013-06-19 | 株式会社丰田自动织机 | 可变几何结构涡轮增压器及其流量调节方法 |
CN103161518B (zh) * | 2011-12-14 | 2015-06-10 | 株式会社丰田自动织机 | 可变几何结构涡轮增压器及其流量调节方法 |
CN102748123A (zh) * | 2012-06-27 | 2012-10-24 | 北京航空航天大学 | 航空活塞发动机涡轮增压器防喘振控制装置 |
CN102748123B (zh) * | 2012-06-27 | 2014-07-30 | 北京航空航天大学 | 航空活塞发动机涡轮增压器防喘振控制装置 |
CN104359680A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-02-18 | 湖南天雁机械有限责任公司 | 可变截面涡轮增压器流量检测和标定的方法及装置 |
CN104359680B (zh) * | 2014-12-08 | 2017-06-06 | 湖南天雁机械有限责任公司 | 可变截面涡轮增压器流量检测和标定的方法及装置 |
CN112065571A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-11 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种增压器主动防喘振的方法和系统 |
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Publication number | Publication date |
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