專利名稱：用于發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性移相器控制保持占空比系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
凸輪軸致動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的氣門(mén)。在雙頂置凸輪軸配置中，發(fā) 動(dòng)機(jī)包括用于每組氣缸的排氣凸輪軸和進(jìn)氣凸輪軸。凸輪軸的旋轉(zhuǎn)致 動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣和排氣門(mén)。氣門(mén)事件的正時(shí)可以影響空氣流、截留的 殘余物、和火花提前敏感性，這可以在燃料消耗和污染物排放方面改 進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)效率?；谕馆嗇S移相器的控制系統(tǒng)通常包括控制閥和移相
器。控制閥用于根據(jù)指令位置信號(hào)調(diào)節(jié)液壓流體到移相器的傳送。液 壓流體流控制移相器內(nèi)葉片的移動(dòng)和從而控制凸輪軸和/或曲軸之間的 相對(duì)定位。 一旦凸輪移相器處于指令位置，到致動(dòng)器兩側(cè)的流體流被 平衡，從而將凸輪軸移相器鎖定在固定位置。該控制閥位置稱為控制 保持位置。
轉(zhuǎn)子132的位置由凸輪軸位置傳感器36^r測(cè)，且定位成 接近轉(zhuǎn)子132以感測(cè)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。凸輪軸位置信號(hào)76反饋給主控制模塊 40。通過(guò)執(zhí)行周期性控制操作，主控制模塊40產(chǎn)生凸輪軸位置指令信 號(hào)180以確定致動(dòng)子系統(tǒng)72中的液壓滯后。計(jì)算位置指令信號(hào)180和 凸輪軸位置信號(hào)76之間的差且提供給位置控制模塊70。位置控制模塊 70連接到增益電路74和PWM驅(qū)動(dòng)器電路163。 PWM驅(qū)動(dòng)器電路163 基于位置控制信號(hào)U產(chǎn)生PWM信號(hào)163。 位置控制模塊70以受控方式調(diào)節(jié)位置控制信號(hào)U,以克 服液壓滯后，從而提供沒(méi)有振動(dòng)、過(guò)沖和/或響應(yīng)延遲的轉(zhuǎn)子132的響 應(yīng)性位置控制。位置控制信號(hào)U和凸輪軸位置指令信號(hào)180可以例如 作為包含發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的預(yù)定函數(shù)產(chǎn)生，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)如發(fā)動(dòng)機(jī)速度、載 荷和進(jìn)氣壓力。PWM信號(hào)163用凸輪軸和曲軸之間的適當(dāng)定相產(chǎn)生。 作為示例，在預(yù)定瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間期間PWM信號(hào)變化量和得到的凸輪軸 位置信號(hào)76變化之間的比較可用于產(chǎn)生瞬態(tài)響應(yīng)傳遞函數(shù)。作為另一 示例，位置誤差信號(hào)的減小速率可表示系統(tǒng)的響應(yīng)性。 CHDC模塊202接收一個(gè)或更多的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)。在所 示實(shí)施例中，CHDC模塊接收表示能源電壓的電壓信號(hào)212和油溫度 信號(hào)213。電壓信號(hào)212可以代表由與移相器相關(guān)的控制閥的螺旋管所 接收的電壓。油溫度信號(hào)由溫度傳感器45產(chǎn)生。CHDC模塊202基于 狀態(tài)參數(shù)信號(hào)確定CHDC值。在一個(gè)實(shí)施例中，CHDC模塊202包括 存儲(chǔ)器214，如易失性或非易失性存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器204存儲(chǔ)將所接收的 狀態(tài)參數(shù)信號(hào)關(guān)聯(lián)到CHDC值的查詢表216。查詢表216可在車輛制 造期間初始產(chǎn)生和存儲(chǔ)，或者在車輛操作期間產(chǎn)生。查詢表216在車 輛操作期間更新。與具體操作事件有關(guān)的更新的數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在查詢表 216中且在其它操作事件期間使用。[0042第一比較器204確定凸輪軸相對(duì)于曲軸(如曲軸142 )的 角位置。第一比較器204接收當(dāng)前凸輪軸位置信號(hào)218,當(dāng)前凸輪軸位 置信號(hào)218來(lái)自于凸輪軸傳感器或控制模塊，如凸輪軸傳感器36和控 制模塊40。第一比較器204也類似地接收由曲軸傳感器或由控制模塊 產(chǎn)生的曲軸位置信號(hào)220。 第二比較器206接收相對(duì)凸輪軸角位置222和指令凸輪 軸角位置224。指令凸輪軸角位置224由控制模塊(如控制模塊40) 產(chǎn)生，且基于各種發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)14的需求。指令凸輪軸角位 置224可以例如基于發(fā)動(dòng)機(jī)14的需求功率輸出、排放控制、燃料經(jīng)濟(jì) 性等產(chǎn)生。第二比較器206從指令凸輪軸角位置224減去當(dāng)前凸輪軸 角位置222，以產(chǎn)生凸輪軸角位置誤差信號(hào)226。在步驟302,停車狀態(tài)檢測(cè)器(如停車狀態(tài)檢測(cè)器60) 確定移相器是否處于初始停車狀態(tài)。當(dāng)移相器命令為初始停車狀態(tài)時(shí)， 控制過(guò)程返回到步驟300，否則控制過(guò)程前進(jìn)到步驟306。上述步驟可以連續(xù)地重復(fù)。上述步驟意在示意性示例； 所述步驟可以按順序、同步地、同時(shí)地、在重疊的時(shí)間周期期間或以 取決于應(yīng)用的不同次序執(zhí)行。在此所披露的實(shí)施例提供適應(yīng)性凸輪軸移相器控制系
間經(jīng)過(guò)而磨損引起的變化而調(diào)節(jié)。 現(xiàn)在本領(lǐng)域中技術(shù)人員能夠從前述說(shuō)明理解到，本4皮露 的廣泛教示可以以多種形式實(shí)施。因此，盡管本披露包括特定的示例， 由于當(dāng)研究附圖
、說(shuō)明書(shū)和以下權(quán)利要求書(shū)時(shí)，其他修改對(duì)于技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，所以本披露的真實(shí)范圍并不如此限制。
權(quán)利要求
1. 一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，包括凸輪軸位置傳感器，所述凸輪軸位置傳感器基于凸輪軸位置產(chǎn)生當(dāng)前凸輪軸位置信號(hào)；第一比較器，所述第一比較器基于所述當(dāng)前凸輪軸位置信號(hào)和曲軸位置產(chǎn)生凸輪軸位置信號(hào)；第二比較器，所述第二比較器基于所述相對(duì)凸輪軸位置信號(hào)和指令凸輪軸位置信號(hào)產(chǎn)生誤差信號(hào)；和控制模塊，所述控制模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)參數(shù)確定凸輪軸移相器的當(dāng)前控制保持占空比(CHDC)；基于所述誤差信號(hào)產(chǎn)生校正信號(hào)；基于所述校正信號(hào)調(diào)節(jié)所述當(dāng)前CHDC以產(chǎn)生指令占空比信號(hào)；和基于所述指令占空比信號(hào)產(chǎn)生另一CHDC。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于還包 括停車狀態(tài)檢測(cè)器，所述停車狀態(tài)檢測(cè)器產(chǎn)生停車信號(hào)，其中，所述控制模塊基于所述停車信號(hào)產(chǎn)生所述當(dāng)前CHDC。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于，在 所述誤差信號(hào)小于第一閾值時(shí)，所述控制模塊產(chǎn)生所述當(dāng)前CHDC。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于，在 所述凸輪軸相對(duì)于所述曲軸的速度的變化小于第二閾值時(shí)，所述控制 模塊產(chǎn)生所述當(dāng)前CHDC。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述當(dāng)前CHDC基于發(fā)動(dòng)機(jī)的油溫度產(chǎn)生。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述當(dāng)前CHDC基于發(fā)動(dòng)機(jī)的能源電壓產(chǎn)生。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述校正信號(hào)包括積分增益值。
8. —種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，包括 存儲(chǔ)控制保持占空比(CHDC)值的存儲(chǔ)器；凸輪軸位置傳感器，所述凸輪軸位置傳感器基于凸輪軸位置產(chǎn)生當(dāng) 前凸輪軸位置信號(hào)；第一比較器，所述第一比較器基于所述當(dāng)前凸輪軸位置信號(hào)和曲軸位置產(chǎn)生相對(duì)凸輪軸位置信號(hào)；第二比較器，所述第二比較器基于所述相對(duì)凸輪軸位置信號(hào)和指令 凸輪軸位置信號(hào)產(chǎn)生誤差信號(hào)；以及控制模塊，所述控制模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)參數(shù)確定凸輪軸移相器 的CHDC值；基于所述誤差信號(hào)產(chǎn)生校正信號(hào)；基于所述校正信號(hào)調(diào)節(jié) 所述CHDC值以產(chǎn)生指令占空比信號(hào)；和將所述指令占空比信號(hào)存儲(chǔ)在 所述存儲(chǔ)器中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述控制模塊訪問(wèn)所述存儲(chǔ)器，以獲得所述指令占空比信號(hào)，基于所述 指令占空比信號(hào)產(chǎn)生新的CHDC。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述存儲(chǔ)器從易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器中的至少 一種選擇。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于還 包括停車狀態(tài)檢測(cè)器，所述停車狀態(tài)檢測(cè)器產(chǎn)生停車信號(hào)，其中，所述控制模塊基于所述停車信號(hào)產(chǎn)生所述當(dāng)前CHDC。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于， 在所述誤差信號(hào)小于第一閾值時(shí)，所述控制模塊產(chǎn)生所述當(dāng)前CHDC。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于， 在所述凸輪軸相對(duì)于所述曲軸的速度的變化小于第二閾值時(shí)，所述控 制模塊產(chǎn)生所述當(dāng)前CHDC。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述當(dāng)前C H D C基于發(fā)動(dòng)機(jī)的油溫度產(chǎn)生。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述當(dāng)前CHDC基于發(fā)動(dòng)機(jī)的能源電壓產(chǎn)生。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述校正信號(hào)包括積分增益值。
17. —種操作凸輪軸移相器控制系統(tǒng)的方法，包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)參數(shù)確定凸輪軸移相器的控制保持占空比 (CHDC);產(chǎn)生指令凸輪軸位置信號(hào)；確定相對(duì)于曲軸的當(dāng)前凸輪軸位置；基于所述指令凸輪軸位置信號(hào)和所述當(dāng)前凸輪軸位置產(chǎn)生誤差信號(hào)；基于所述誤差信號(hào)產(chǎn)生校正信號(hào)；基于所述校正信號(hào)調(diào)節(jié)所述CHDC以產(chǎn)生指令占空比信號(hào)；和 將所述指令占空比信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述CHDC基于發(fā) 動(dòng)^/L油溫度和能源電壓確定。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于還包括 訪問(wèn)所述存儲(chǔ)器以獲得所述指令占空比信號(hào)； 基于所述指令占空比信號(hào)產(chǎn)生新的CHDC;和 基于另一校正信號(hào)調(diào)節(jié)所述新的CHDC，以產(chǎn)生更新的占空比信
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于還包括 產(chǎn)生表示車輛是否處于停車的停車信號(hào)；和 基于所述停車信號(hào)產(chǎn)生所述新的CHDC。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性移相器控制保持占空比系統(tǒng)。用于發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸移相器控制系統(tǒng)包括凸輪軸位置傳感器，所述凸輪軸位置傳感器基于凸輪軸位置產(chǎn)生當(dāng)前凸輪軸位置信號(hào)。第一比較器基于所述當(dāng)前凸輪軸位置信號(hào)和曲軸位置產(chǎn)生凸輪軸位置信號(hào)。第二比較器基于所述相對(duì)凸輪軸位置信號(hào)和指令凸輪軸位置信號(hào)產(chǎn)生誤差信號(hào)。控制模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)參數(shù)確定凸輪軸移相器的當(dāng)前控制保持占空比(CHDC)。所述控制模塊也基于所述誤差信號(hào)產(chǎn)生校正信號(hào)，且基于所述校正信號(hào)調(diào)節(jié)當(dāng)前CHDC以產(chǎn)生指令占空比信號(hào)，并基于所述指令占空比信號(hào)產(chǎn)生另一CHDC。
文檔編號(hào)F01L1/34GK101451449SQ20081017802
公開(kāi)日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者G·J·約克, J·W·科特格, K·J·辛皮斯基, L·M·姆拉德諾維克 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司