[发明专利]用于废气门控制的方法和系统

说明书

本申请涉及用于废气门控制的方法和系统，并且提供用于控制耦接至涡轮的废气门的方法和系统。在一个示例中，方法可以包括在稳定的发动机运转期间致动废气门以引起升压的振荡，以及响应于升压的振荡更新废气门反馈控制器的增益。

技术领域

本说明书大体涉及用废气门反馈控制器控制废气门的方法和系统，其中废气门反馈控制器的参数可以在发动机运转期间通过引入升压的振荡来更新。

背景技术

内燃机可以被缩小尺寸以提升燃料经济效益。为了实现高发动机峰值功率，涡轮增压器可以用于增大升压(boost pressure)。在一个示例中，涡轮增压器可以包括由驱动轴连接的压缩机和涡轮，其中涡轮耦接至发动机的排气歧管侧，并且压缩机耦接至发动机的进气歧管侧。节气门可以安置在压缩机和进气歧管之间，用于控制气流进入发动机进气歧管。升压可以通过(例如用废气门)调节到达涡轮的排气量来控制。发动机控制系统可以响应于扭矩需求，计算期望节气门入口压力并将其发送到废气门反馈控制器。通过废气门反馈控制器，可以产生废气门命令以致动废气门。在示例中，废气门反馈控制器可以是具有前馈作用的比例积分微分(PID)控制器。PID控制器的比例项、微分项和微分项的增益需要针对发动机系统进行调谐。然而，确定PID控制器的增益可能是艰巨的任务，因为控制器增益依赖于工况，诸如通过发动机的气流、涡轮转速和大气压。

用以确定PID控制器增益的其他尝试包括通过继电反馈调谐控制器。一个示例性方法由Boiko等人在U.S.8255066N2中示出。其中，产生对应于所选的增益或相位裕度的振荡，并且基于振荡的振幅和频率计算PID控制器调谐参数。进一步地，现有技术的方法是“非参数的”，因为现有技术没有尝试估计任何设备(plant)(过程)模型参数。

然而，本文的发明者已经认识到这样的系统的以上问题和其他潜在问题。作为一个示例，确定PID调谐参数的过程是复杂的并且可能是耗时的，并且没有提供权衡响应速度和稳健性(robustness)的直截了当的方法。进一步地，控制器参数可能需要在广泛的车辆校准过程期间被更新，以应对在原厂内校准后随时间发生系统劣化而导致的延迟硬件变化或零件与零件变异性。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以由一种用于发动机的方法解决，其包括：在稳定的发动机运转期间，通过致动废气门引入升压振荡，并且用对应节气门振荡补偿歧管空气压力；以及基于升压振荡更新废气门反馈控制器的增益。例如该增益可以在发动机运转期间基于描述测量升压振荡的参数(诸如振幅、频率等等)而被更新。以这种方式，当发动机正在运行时，废气门反馈控制器的增益可以在线更新。

作为一个示例，废气门可以由PID控制器形式的废气门反馈控制器控制。在稳定的发动机运转期间，小振幅的升压振荡可以通过振荡废气门位置引入。升压可以是节气门输入压力或压缩机出口压力。对于柴油机发动机，升压可以是进气歧管压力。作为非限制性示例，升压在此被称为节气门输入压力(TIP)。响应于TIP振荡，节气门可以被振荡以维持恒定的歧管空气压力。在另一实施例中，在混合动力应用中，电动马达或发电机可能用于抑制歧管入口压力振荡对扭矩输出的影响。PID控制器增益可以作为升压振荡的频率、振幅和相位的数学函数来更新。通过随着时间的推移更新废气门反馈控制器增益，升压可以通过车辆部件劣化的公差稳健地控制。通过确定稳定发动机运转期间废气门反馈控制器的增益，废气门反馈控制器增益可以在对发动机运转的干扰减小的情况系被更新。

应理解的是，提供上述发明内容来以简化形式介绍在具体实施方式中将进一步描述的所选概念。这不意味着识别要求保护的主题的关键特征或基本特征，要求保护的主题的范围通过随附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上文或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出包含废气门的示例性涡轮增压发动机的方框图。

图2示出示例性废气门反馈控制器的方框图。

图3示出用于更新废气门反馈控制器的参数的示例性方法。