[发明专利]用于控制发动机排气背压的控制系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于内燃发动机的控制系统和方法，更具体地涉及在利用发动机测试台执行的发动机测试期间的发动机排气背压的控制。

背景技术

此处提供的背景技术的描述的目的是总体地给出本公开的背景。当前署名的发明人的工作，在该背景技术部分所描述的程度，以及在提交时可能不构成现有技术的本发明的方面并非明示或暗示地接受为本公开的现有技术。

内燃发动机可以在发动机测试台上进行测试，用于多种目的。例如，发动机可以在研究和开发阶段进行测试，用于获得期望的发动机燃料效率、驾驶性、持久性和排放。发动机可以在发动机生产线的末端进行测试，用于验证发动机的性能特性并确保发动机的质量。已经在服役的发动机可以被测试，用于调整一个或多个性能特性，诸如发动机扭矩输出。

在测试期间，发动机操作参数可以被设定为获得期望的发动机操作状态，并且可以测量发动机变量和性能特性。发动机操作参数可包括请求的发动机速度、请求的发动机扭矩和发动机负载。发动机变量和性能特性可包括进气空气流量、燃料流量、空气-燃料比、排放和发动机扭矩输出。

发明内容

在一个方面，本公开提供用于发动机的控制系统，其包括限制确定模块和阀控制模块。限制确定模块基于发动机的排气流率来确定发动机的期望的排气背压。阀控制模块基于期望的排气背压来选择性地调整限制发动机的排气流量的排气阀的阀位置。

在一个特征中，排气流率可基于发动机的进气流率和发动机的燃料流率来确定。在另一特征中，所述期望的排气背压可对应于由所述发动机的排气系统的构件产生的所述排气流率处的估计的排气背压。在又一特征中，所述期望的排气背压可以是基于所述排气流率从存储在存储器中的背压值表获得的值以及基于所述排气流率从回归等式确定的值中的一个。在又一特征中，阀控制模块还可基于发动机的测量的排气背压而选择性地调整阀位置。

在其它特征中，排气阀可以是机电致动的，并且阀控制模块可以基于期望的排气背压而将功率提供给排气阀。在相关特征中，阀控制模块可监测供给到排气阀的电流并且当电流超过预先确定的电流时中断供给到排气阀的功率。在其它相关特征中，阀控制模块还可基于发动机的测量的排气背压而将功率供给到排气阀。

在其它进一步特征中，阀位置可以是旋转的阀位置，并且阀控制模块可以仅在一个旋转方向朝向关闭位置调整旋转的阀位置。在其它特征中，当排气流率小于预先确定的排气流率时，阀控制模块可将阀位置调整到关闭位置。

在其它特征中，排气阀可包括阀体、节流板和第一环形突出。阀体可包括限定了流体通道的内表面，所述流体通道在第一方向上提供流体流。节流板可以设置在流体通道内并可支撑为在第一旋转位置和第二旋转位置之间旋转，其中，在第一旋转位置，节流板在第一方向上延伸，在第二旋转位置，节流板横向于第一方向延伸。当节流板位于第二旋转位置时，节流板的圆周部分可由环形空间而与内表面分开。第一环形突出可联接到内表面并可朝向节流板突出。当节流板位于第二旋转位置时，第一环形突出可邻接圆周部分的第一侧并可限制通过环形空间的流体流。

在相关特征中，排气阀还可包括联接到内表面并朝向节流板突出的第二环形突出。当节流板位于第二旋转位置时，第二环形突出可邻接圆周部分的与第一侧相对的第二侧并可进一步限制通过环形空间的流体流。

在另一方面，本公开提供了一种用于控制发动机的方法，其包括基于发动机的排气流率确定发动机的期望的排气背压，以及基于期望的排气背压选择性地调整限制发动机的排气流量的排气阀的阀位置。在一个特征中，排气流率可基于发动机的进气流率和发动机的燃料流率来确定。在另一特征中，所述期望的排气背压可对应于由所述发动机的排气系统的构件产生的所述排气流率处的估计的排气背压。在另一特征中，所述确定期望的排气背压可包括基于所述排气流率从存储在存储器中的背压值的表获取所述期望的排气背压和基于所述排气流率从回归等式确定所述期望的排气背压中的一个。在又一特征中，选择性地调整阀位置还可包括基于发动机的测量的排气背压而选择性地调整阀位置。

在其它特征中，排气阀可以是机电致动的，并且选择性地调整阀位置还可包括基于期望的排气背压而选择性地将功率提供给排气阀。在相关特征中，选择性地供给功率可包括监测供给到排气阀的电流并且当电流超过预先确定的电流时中断供给到排气阀的功率。在其它相关特征中，选择性地将功率供给到排气阀还可包括基于发动机的测量的排气背压而将功率供给到排气阀。