[发明专利]用于发动机的凸轮轴移相器同步系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年3月4日提交的美国临时申请No.61/033,572的权益。上述申请的公开内容在此作为参考全文引入。 

技术领域

本发明涉及发动机控制系统，且更具体地涉及凸轮轴位置和速度控制系统。 

背景技术

在此提供的背景说明是为了总体上呈现本披露背景的目的。本署名的发明人的工作(就描述在背景技术部分的范围来说)，以及在提交时否则不足以成为现有技术的说明方面，不被明显地和隐含地认可为本披露的现有技术。 

凸轮轴致动内燃机的气门。在双顶置凸轮轴配置中，发动机包括用于每组汽缸的排气凸轮轴和进气凸轮轴。凸轮轴的旋转致动发动机的进气和排气气门。曲轴和凸轮轴之间的位置和正时被调节以使得进气和排气气门事件与汽缸活塞位置恰当地同步。 

发动机控制系统可包括一个或更多凸轮轴移相装置(凸轮轴移相器)。凸轮轴移相器用于在排气凸轮轴和进气凸轮轴和/或曲轴之间产生可变旋转偏移。该偏移改变进气和排气气门之间的打开和关闭时间。 

配置有多个凸轮轴移相器的发动机能够展现由于移相器之间不匹配引起的降低性能或驱动性或增加排放的操作区域。移相器性能的该不匹配可以指的是移相器之间的相对速度的差。该不匹配能够归因于在转换期间过多的重叠和高稀释度或降低的重叠和低稀释度的状况。重叠指的是在相同时间周期期间进气和排气气门均处于打开状态时。稀释指的是在汽缸中捕获稀释气体(废气)。该不匹配性能是由于每个凸轮轴上的不同负载引起。 

例如，取决于移相器是以延迟还是提前方向移动，移相器的响应速率可能由于移相器上的发动机负载而不同。作为另一示例，当转矩平衡用于移相器上时，如复位弹簧，移相器响应的速率可能与没有转矩平衡的移相器不同。作为又一示例，当装置由一个凸轮轴驱动时，如由排气凸轮轴驱动的燃料泵，凸轮轴与没有这种负载的其它凸轮轴不同地响应。作为又一示例，移相器之间的流体压力和/或移相器的供应电压可能不同。这也导致移相器性能的变化。 

基于凸轮轴移相器的控制系统通常包括控制阀和移相器。控制阀用于基于指令的位置信号调节到移相器的液压流体的通道。液压流体流控制移相器内的叶片或阀梭的移动和从而控制凸轮轴和/或曲轴之间的相对位置。一旦阀梭处于指令(希望)位置，往返控制阀的流体流就停止，从而将凸轮轴移相器的致动器锁定在固定位置。该位置称为控制保持位置。 

阀梭的定位通过改变提供给螺线管的能量实现，螺线管经由控制保持占空比(CHDC)信号使阀梭移动。通常，CHDC信号基于在车辆制造期间产生的回归模型。该回归模型经由车辆试验和试验数据的后处理而随着时间产生。一旦产生，该回归模型存储在车辆的凸轮轴移相器控制系统中且不变。由于部件磨损，回归模型的准确性随着时间而降低。 

发明内容

提供一种用于发动机的凸轮轴移相器控制系统，包括第一凸轮轴位置传感器，所述第一凸轮轴位置传感器基于第一凸轮轴的位置产生第一凸轮轴位置信号。第一加法器基于所述第一凸轮轴位置信号和第一指令位置信号产生第一误差信号。控制模块基于所述第一误差信号产生原始占空比。第二加法器基于所述原始占空比和修正量产生修正占空比。所述控制模块基于所述第一误差信号和所述第一凸轮轴相对于第二凸轮轴的速度产生所述修正量。 

在其它特征中，提供一种用于发动机的凸轮轴移相器控制系统，包括第一凸轮轴移相器位置传感器，所述第一凸轮轴位置传感器基于第一移相器的位置产生第一移相器位置信号。第一加法器基于所述第一移相器位置信号和第一指令位置信号产生第一误差信号。 控制模块基于所述第一误差信号产生原始占空比。第二加法器基于所述原始占空比和修正量产生修正占空比。所述控制模块基于所述第一误差信号和所述第一移相器相对于第二移相器的速度产生所述修正量。 

在其它特征中，所述控制模块基于第一乘积和第二乘积以及原始占空比相对于零位占空比范围的比而产生所述修正量。所述第一乘积是所述第一误差信号和所述第二移相器的速度的乘积。所述第二乘积是所述第二移相器的第二误差信号和所述第一移相器的速度的乘积。