[发明专利]用于可变凸轮正时装置的方法和系统

说明书

本发明涉及用于可变凸轮正时装置的方法和系统。描述用于发动机的方法和系统，该发动机具有凸轮扭矩致动的可变凸轮正时相位器。通过减小由于在滑阀被命令时在区域之间的无意滑阀移动和/或相位器移动导致的不准确性来改善相位器定位控制。另外，改善的滑阀映射被用于使相位器命令更一致且更稳健。

技术领域

本申请涉及用于操作具有可变凸轮正时(VCT)的发动机的方法。

背景技术

内燃发动机可使用可变凸轮正时(VCT)以改善车辆的燃料经济性和排放性能。VCT装置可包括受电机致动的滑阀控制的叶片式凸轮相位器。滑阀可引导液压液体(诸如油)从叶片的一侧流到另一侧，诸如从延迟侧到提前侧。VCT装置可包括将叶片的一侧连接到另一侧的多于一个油路，可引导液压液体流过油路。相位器可以是油压力致动的，其中相位器的致动依赖于在回路中的油压力。可替代地，相位器可以是凸轮扭矩致动的，其中相位器的致动依赖于在凸轮致动期间生成的扭矩。

Smith等人在US 8,356,583中示出凸轮扭矩致动的VCT相位器的一个示例。在其中，VCT装置在中间位置(在此也称为中间锁定位置)被配置有液压启动的锁定销。常规VCT装置可包括在相位器范围的一端处的锁定销。Smith的VCT装置还采用两个独立的油路，在此称为定相回路和制动回路。在Smith的中间锁定VCT相位器中，相位器的转子组件中包括导向阀，并且该导向阀可从第一位置移动到第二位置。当导向阀处于第一位置时，阻挡液压液体流过导向阀。当导向阀处于第二位置时，允许液压液体通过导向阀和共用管路在来自提前室的制动管路与来自延迟室的制动管路之间流动，使得转子组件被移动到中间相位角位置并且相对于壳体组件保持在该中间相位角位置。当VCT相位器处于或靠近中间位置时，与提前室或延迟室连通的制动管路被阻塞。滑阀具有三个操作区域，即按照指定顺序的制动或自动锁定区域、延迟区域和提前区域。具体地，当命令滑阀到延迟区域或提前区域时，导向阀处于第一位置，并且阻挡液体流过制动回路管路。另外，液体可经由定相回路管路从叶片的一侧流到另一侧。当命令滑阀到制动区域(detent region)时，导向阀处于第二位置，并且液体从提前室或延迟室自由地流过制动管路和导向阀，并且通过共用液体管路流入相对的腔室。另外，阻挡液体流过定相回路管路。

然而，发明人在此已经认识到使用此类VCT系统的潜在问题。如果凸轮相位器在锁定销被接合的情况下被保持在中间锁定位置，并且发动机控制器命令凸轮相位器调节到新位置，则在试图在锁定销从相位器完全脱离之前致动凸轮相位器的情况下，锁定销可在锁定销壳体中变得被侧加载。这种情形可防止定相请求的执行或使其严重延时，这可导致发动机性能劣化。另外，过度的应力可被引入到锁定机械。

发明内容

在一个示例中，上述问题可通过一种方法得到解决，该方法包括：响应于用于使凸轮扭矩致动的可变凸轮正时相位器从锁定位置定相的命令，使滑阀从制动区域跳转到无效区域以外；并且使滑阀斜变(ramping)通过无效区域，同时监测远离锁定位置的凸轮正时移动。这样，锁定销可以在凸轮相位器的位置被改变之前可靠地脱离，从而减少锁定销的侧加载。

作为示例，当在锁定销被接合的情况下VCT装置的凸轮相位器被保持在中间锁定位置时，发动机控制器可将相位调节命令到提前位置。响应于相位调节命令，可控制滑阀的螺线管占空比以减少相位器致动，同时锁定销脱离。具体地，由于期望相位位置为提前位置，所以占空比可首先从自动锁定区域跳转到从无效区域稍微延迟的位置。然后，占空比可通过无效区域朝向提前区域缓慢地向上斜变。斜变可继续直到检测到定相运动，定相运动指示锁定销的释放。

这样，仅当在占空比正命令最小量的相位调节(如果有任何量的话)时，凸轮相位器的锁定销可脱离。另外，确保锁定销在占空比重新开始正常定相操作之前脱离。因此，实现锁定销的可靠脱离并且减少在脱离期间由于相位调节造成的侧加载。总的来说，气门正时控制被改善。