[发明专利]利用凸轮轴位置感测进行气门操作监测的发动机控制

说明书

技术领域

本发明涉及利用凸轮轴位置感测来监测内燃机中的气门操作的系统和方法。

背景技术

在某些操作条件下，通过停用发动机气缸中的某些气缸可以改善多缸内燃机的燃料经济性。当以降低排量模式操作时，减少操作气缸的数量降低了发动机的有效排量，从而有时被称为可变排量发动机。例如，根据可变排量发动机的特定构造，在轻度到适度负荷条件下可以选择性地停用一个或多个气缸，以改善燃料经济性。在一些发动机构造中，选择性地停用可以是完整一列气缸的一组气缸。根据特定应用和发动机技术，气缸停用可以包括进气门、排气门或这两者的停用。已经发展出了用于启用和停用进气门和/或排气门的各种技术，其响应于来自发动机控制器的指令信号依靠机械、液压、电气/电子或组合装置来实施气门停用。

在一些条件下，停用的气门可以继续操作(打开或升起)和/或启用的气门可以在收到命令时不打开。这样的情况可能导致例如驾驶性能下降、NVH(噪声、振动、声振粗糙度)增大、燃料经济性降低或部件劣化。因此，出现了用于监测气门操作的多种方案。例如，一种方案分析由歧管绝对压力(MAP)传感器测量的进气压力脉冲之间的周期，而另一种方案分析爆震传感器信号。

发明概述

一种控制能够以降低排量模式操作的多缸内燃机的系统或方法，在该降低排量模式中至少一个气门或气缸被选择性地停用，所述方法包括：通过分析凸轮轴位置来监测气门操作，以检测与当前气缸状态不一致的气门操作；以及响应于对不一致操作的检测来控制发动机。在一个实施例中，凸轮轴传感器信号被处理成检测与当前气门/气缸状态(例如启用或停用)不一致的气门操作。凸轮轴位置可以用来产生表示进气门/排气门升程的代用信号。可以利用相对于对应曲轴位置的期望或基准齿位置的凸轮轴传感器齿偏差产生该代用信号，并且该代用信号可以与对应的阈值比较以检测进气门/排气门升程。在另一个实施例中，通过一个或多个基准齿位置图案与测量的或推断的齿位置图案的图案匹配来产生表示气门升程的代用信号。在这个实施例中，该代用信号表示与有关特定气门动作的基准图案的相关性、可能性或匹配程度，以检测非响应气缸/气门。

本领域技术人员将会认识到与根据本发明的各个实施例相关的多个优点。例如，利用已有的凸轮轴传感器进行气门停用的监测操作在不需要额外的专门传感器的情况下提供了诊断和控制。根据本发明的系统和方法可以用于检测各种类型的异常操作，包括停用时的气门操作(升起)以及启用之后气门保持关闭。根据本发明的凸轮轴信号处理可以连续地实施，而不是由对状态或模式改变的响应而触发。根据本发明的实施例的气门停用监测可以减轻或消除驾驶性能、NVH(噪声、振动、声振粗糙度)、燃料经济性或部件耐用性的劣化，或在其他方面与不理想响应的气门或气缸相关的劣化。

以下结合附图的优选实施例的详细说明将清晰展示上述优点和其他优点以及特征。

附图说明

图1是根据本发明的利用凸轮轴位置感测进行气门停用监测的代表性发动机/车辆实施例的操作的方框图；

图2是根据本发明实施例的基于凸轮轴位置监测气门操作且控制发动机的系统和方法的操作的示意图；

图3是根据本发明实施例的相对于感测的或推断的凸轮轴信号的曲轴位置和各种基准位置的凸轮轴传感器齿位置的示意图，该凸轮轴传感器齿位置用于确定表示相对于已知操作状态的当前操作的代用信号；

图4是根据本发明实施例的用于产生表示气门升程的代用信号以用于监测气门操作的齿偏差方案的示意流程图；

图5A和5B示出了根据本发明实施例的代表性代用信号，该代用信号用于监测证实正常操作和延迟停用的气门操作；

图6是根据本发明实施例的用于产生表示气门升程的代用信号以用于监测气门操作的图案匹配方案的示意流程图；

图7A-7D示出了根据本发明实施例的表示凸轮轴传感器齿图案与已知的或基准齿图案的相关性或图案匹配的代用信号或度量，其中当前操作与气门启用/停用状态一致；

图8A-8D示出了根据本发明实施例的利用表示延迟排气门停用/启用动作的凸轮轴传感器齿标记的图案匹配产生的代用信号或度量；以及

图9A-9D示出了根据本发明实施例的利用表示延迟进气门停用/启用活动的凸轮轴传感器齿标记的图案匹配产生的代用信号或度量。

具体实施方式