车辆的可变进气系统以及用于控制该系统的装置和方法制造方法及图纸

一种车辆的可变进气系统以及用于控制该系统的装置和方法。安装到车辆的该进气系统根据发动机的转速、进气压力控制可变挡板的开度角，以通过检测发动机的转速和进气压力并且基于发动机的转速确定运行范围而在不同范围优化性能；应用进气压力以确定运行范围下的目标空气量和可变挡板的开度角；驱动致动器以调节可变挡板的开度角到目标开度角；并且分析该致动器的运行位置以检测可变挡板的开度角，并且当目标开度角未被遵循时，修正致动器的驱动从而使可变挡板的开度角遵循目标开度角。

【技术实现步骤摘要】
车辆的可变进气系统以及用于控制该系统的装置和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2011年12月1日递交的韩国专利申请第10-2011-0127970号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
本专利技术涉及一种安装到车辆的进气系统，具体而言，本专利技术涉及一种根据发动机的转速、进气压力以及可变挡板的开度角最佳地控制可变进气阀的角度从而优化各种运行范围下性能的可变进气系统，还涉及一种控制该系统的装置和方法。
技术介绍
安装到车辆上的可变进气系统根据发动机的负载打开和关闭辅助导管从而改进噪声特性并且不引起进气压力的损失。根据相关的技术，安装到车辆上的可变进气系统具有一种结构，在该结构处一个分为两部分的进气道连接到空气滤清器箱，并且如果发动机在低速范围则所述系统打开该进气道的一部分，如果发动机在高速范围则开启两个部分。该可变进气系统包含用于选择性地打开和关闭两个进气道中的一个的阀组件和用于向该阀组件提供驱动力的致动器。该致动器可以分类为半主动型和主动型。所述半主动致动器包括，例如使用电磁的真空型致动器和使用磁铁的自然开启/闭合的致动器，所述主动致动器采用直流电动机。然而，根据相关技术的所述半主动致动器无法轻易调整进气道的开口面积，无法在发动机的最大转速下完全打开，从而由于进气压力提高引起最大输出的损失，其可能降低加速爆音的直线性，并且可能延迟响应速度，这是不合需要的。此外，尽管相关技术所述的主动致动器根据其所处模式能够可变地开启并且能够快速反应，但是它增加了制造成本，使动力传送部分复杂化，在阻塞部分和其他类似部件中产生噪音，并且由于其采用了高价位的直流电动机，与半主动致动器相比使进行快速而精确的控制变得困难，这也是不期望出现的。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各方面允许根据运行范围以迅速精确地控制可变进气阀从而获得加速振动(booming)的直线性，最小化进气压力损失并且使噪音降低最佳化以改善发动机的性能。本专利技术的各方面提供对可变进气阀开度角的反馈控制从而使该开度角按照发动机在最佳状态下的负荷范围遵循一部分需要的进气压力的目标值，优化发动机输出。本专利技术的各方面提供一种用于调节被引入到燃烧室的空气量的可变进气系统，所述可变进气系统包括：空气滤清器本体，其上连接有用于抽吸空气的主导管和辅助导管；安装在所述空气滤清器本体内部以连通所述辅助导管的阀壳体；安装在所述阀壳体内并配置为选择性地调节所述辅助导管的管路开度的阀组件；以及安装在所述阀壳体内并配置为向所述阀组件提供驱动力的致动器，其中所述致动器包括一种直线电动机，该电动机具有通过应用于永久磁铁的电流而线性移动的电机轴。所述可变进气系统可以进一步地包括配置为连接直流电动机的电机轴和阀组件并且将电机轴的线性移动转换为转动的动力传输单元。所述阀组件可以包括可转动安装在阀壳体内的阀轴；以及安装于阀轴上并且配置为选择性地打开和关闭该阀壳体的管路的档板构件。所述线性电动机可以包括一个电动机壳体，其安装为使电机轴突出到其外；安装在电动机壳体内部并且线圈绕在上面的永久磁铁，所述永久磁铁安装为使电机轴线性移动穿过一个导向构件；可变电阻，其接触一种在电动机壳体内部螺旋形成的电极并且配置为当导向构件线性移动时检测所述电极的移动距离；以及一个支承板，其固定到电机轴上并配置为在电动机壳体内部支撑电机轴的线性移动。本专利技术的各方面提供一种用于控制可变进气系统的装置，其包括：可变档板，根据发动机的运行范围调节其开度角且该可变档板配置为调节引入到发动机的空气量；发动机转速检测单元，其配置为在启动状态时检测发动机的转速；压力检测单元，其配置为检测引入到发动机的空气的进气压力；存储单元，其配置为存储发动机运行范围的进气压力的目标值以及可变档板的开度作为映射数据；控制单元，其配置为分析发动机的转速以确定运行范围，施加存储单元中设定的映射数据并且确定运行范围的目标空气量以及根据目标空气量的可变档板的开度角，从而调节可变挡板的开度角；致动器，其根据控制单元施加的电流控制信号驱动并且配置为调整可变挡板的开度角；以及位置检测单元，其配置为检测所述致动器的运行位置以向控制单元提供检测到的运行位置作为反馈信息。如果发动机的运行范围是低速/低载荷工况，则控制单元可以确定发动机的运行范围是噪声特性范围，并且应用设定的映射数据以减小进气振动声(booming)，并确定目标空气量以及根据目标空气量的可变档板的开度角以调整可变挡板的开度角。在通过调整可变档板的开度角减少进气振动声状态下，控制单元可以根据位置检测单元的信息检测致动器的一个行程和可变档板的开度角，以修正致动器的驱动从而使可变档板的开度角遵循目标开度角。如果发动机的运行范围是中/高速度工况，则控制单元可以确定发动机的运行范围是进气压力特性范围，并且使用存储单元中设定的映射数据，并且确定改善进气压力性能的目标空气量和根据目标空气量的所述可变档板的开度角，从而调节可变挡板的开度角。所述控制单元可以使用中/高速运行范围下发动机的转速和通过压力传感器检测到的进气压力作为实时反馈条件，并且确定目标空气量和根据该目标空气量的可变档板的开度，从而使可变档板的开度根据运行范围遵循进气量。通过应用进气压力和发动机的转速作为中/高速度工况下的实时参数调节可变档板的开度角，在该状态下，控制单元可以根据位置检测单元的信息检测致动器的一个行程和可变档板的开度角，以修正致动器的驱动从而使可变档板的开度角遵循目标开度角。本专利技术的各方面提供一种控制可变进气系统的方法，该方法包括：检测发动机的转速和引入到内燃机的进气压力，并根据发动机的转速确定运行范围；应用所述进气压力以确定目标空气量和用于运行范围的可变档板的开度角；驱动致动器以调整可变档板的开度角到目标开度；以及分析致动器的运行位置以检测可变档板的开度角，并且当目标开度角未被遵循时，修正致动器的驱动从而使可变档板开度角跟遵循述目标开度角。运行范围的目标空气量和可变档板的开度角可以通过应用基于发动机转速确定的运行范围和进气压力作为实时反馈信息来确定。所述方法可以进一步包括：如果运行范围是低速/低负载工况，则使用设定的映射数据以减小进气振动声从而确定目标空气量和可变档板的开度角，并通过致动器的运行调整可变档板的开度角。所述方法可以进一步包括：如果运行范围是中/高速度范围，应用运行范围的设定的映射数据和用于改善进气压力特性的进气压力以确定目标空气量和可变档板的开度角，并通过致动器的运行调整可变档板的目标开度角。本专利技术的各方面提供一种控制可变进气系统的方法，该方法包括：检测发动机的转速和引入到燃烧室的进气压力，并且根据发动机的转速确定运行范围；如果运行范围是低速/低负载工况，则使用设定的映射数据以减小进气振动声从而确定目标空气量和可变档板的开度角，并且驱动致动器以调整可变挡板的开度角；如果运行范围是中/高速范围，则应用运行范围的设定的映射数据和用于改善进气压力特性的进气压力以确定目标空气量和可变档板的开度角，并驱动致动器以调整可变挡板的目标开度角；以及分析致动器的运行位置以检测可变档板的开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调节引入到燃烧室的空气量的可变进气系统，该可变进气系统包括：空气滤清器本体，用于抽吸空气的主导管和辅助导管与该空气滤清器本体相连接；阀壳体，其安装在所述空气滤清器本体内并且连接到所述辅助导管；阀组件，其安装在所述阀壳体中，并且选择性地调节所述辅助导管的管路开度；以及致动器，其安装在所述阀壳体上，并向所述阀组件提供驱动力，其中所述致动器包括具有电机轴的线性电动机，所述电机轴通过施加于永磁铁的电流线性地移动。

【技术特征摘要】
2011.12.01 KR 10-2011-01279701.一种用于调节引入到燃烧室的空气量的可变进气系统，该可变进气系统包括：空气滤清器本体，用于抽吸空气的主导管和辅助导管与该空气滤清器本体相连接；阀壳体，其安装在所述空气滤清器本体内并且连接到所述辅助导管；阀组件，其安装在所述阀壳体中，并且选择性地调节所述辅助导管的管路开度；以及致动器，其安装在所述阀壳体上，并向所述阀组件提供驱动力，其中所述致动器包括具有电机轴的线性电动机，所述电机轴通过施加于永磁铁的电流线性地移动；进一步包括：动力传输单元，其配置成连接所述线性电动机的电机轴和阀组件并且将所述电机轴的线性运动转换为转动。2.根据权利要求1所述的用于调节引入到燃烧室的空气量的可变进气系统，其中：所述阀组件包括阀轴，其可旋转地安装在所述阀壳体中；以及档板构件，其安装在所述阀轴上，并配置为选择性地打开和关闭所述阀壳体的管路。3.根据权利要求1所述的用于调节引入到燃烧室的空气量的可变进气系统，其中，所述线性电动机包括：电动机壳体，其安装为使所述电机轴突出到电动机壳体的外侧；永磁铁，其安装在所述电动机壳体内，线圈缠绕在该永磁铁上，所述永磁铁安装为使电机轴穿过导向构件线性地移动；可变电阻，其与在电动机壳体内螺旋形成的电极相接触并且配置为当导向构件被线性地移动时检测所述电极的移动距离；以及支撑板，其被固定到电机轴上并且配置为支撑在电动机壳体内部电机轴的线性运动。4.一种用于控制可变进气系统的装置，所述装置包括：可变档板，其具有一个根据发动机运行范围调节的开度角，并且被用来调节进入到该发动机的空气量；发动机转速检测单元，其配置为在启动状态下检测发动机的转速；压力检测单元，其配置为检测进入到该发动机的空气的进气压力；存储单元，其配置为储存用于发动机运行范围的进气压力目标值和可变档板的开度作为映射数据；控制单元，其配置成分析发动机的转速以确定运行范围，并且应用存储单元中设定的映射数据以及确定运行范围的目标空气量和根据该目标空气量的可变档板的开度角以调节可变档板的开度角；致动器，其根据由所述控制单元施加的电流控制信号进行驱动并配置成调节可变挡板的开度角；以及位置检测单元，其配置成检测所述致动器的运行位置以向所述控制单元提供检测的运行位置作为反馈信息。5.根据权利要求4所述的用于控制可变进气系统的装置，其中：如果发动机的运行范围是低速/低负载工况，则所述控制单元确定发动机的运行范围为噪声特性范围，并且应用设定的映射数据以减小进气振动并且确定目标空气量并根据目标空气量确定可变档板的开度角以调节可变档板的开度角。6.根据权利要求5所述的用于控制可变进气系统的装置，其中：在通过调整所述可变档板的开度角而减小了进气振动的状态下，所述控制单元基于所述位置检测单元的信息检测所述致动器的行程和所述可变档板的开度角，以修正所述致动器的驱动从而使所述可变档板的开度角遵循目标开度角。7.根据权利要求4所述的用于控制可变进气系统的装置，其中：如果所述发动机的运行范围是中/高速...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相日，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：