专利名称：用于控制内燃机的发动机气门的方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机中的重复性控制器。
背景技术：
该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能不构成现有技术。内燃机可使用无凸轮可变气门致动系统，包括全柔性气门致动(FFVA)系统。包括 全柔性气门致动的气门机构系统提供对于发动机气门开启持续时间、相对于曲轴旋转的发 动机气门开启定相、以及从完全关闭至完全开启的发动机气门升程幅值的全程控制，而不 需要依赖于凸轮表面轮廓。电气或液压控制的全柔性气门致动系统可使得气门在发动机循 环期间多次开启、或者根本不开启(例如在气缸停用事件中)。内燃机控制包括与发动机动态性能有关的基于时域的元件和基于曲轴角域的元 件。基于时域的发动机动态性能可使用微分方程(线性或非线性)来描述，而基于曲轴角域 的动态性能可使用相对于曲轴角的变化速率来描述。因此，基于曲轴角的动态性能对应于 曲轴角旋转而不是时间。当发动机速度恒定时，基于时域的发动机动态性能与基于曲轴角 域的发动机动态性能同步。控制模块和控制器在固定时间间隔(即，基于时间的控制)以及 在固定曲轴角间隔(即，基于事件的控制)两者中执行控制任务，以结合地控制并监测各种 发动机操作。例如，用于发动机应用的传感器和致动器主要是基于时域的系统。然而，与传 感器和致动器相互作用的发动机流量和燃烧是基于曲轴角的。包括全柔性气门致动系统的可变气门致动系统的控制需要进气和排气发动机气 门以预定曲线进行开启和关闭，所述预定曲线是优选地在720度曲轴角迭代而重复的曲轴 角的函数。由于该重复性性质，重复性控制器可用于以高精度控制全柔性气门致动系统。此 外，由于其动态性能的基于时间的性质，全柔性气门致动系统的控制是基于时域的。然而， 在动力系操作中，优选地使得气门致动与具体曲轴角相一致，以便与燃料喷射、火花和燃烧 正时同步。因此，在时域和在曲轴角域中的控制之间的转化是期望的。气门致动相对于时 间可变为非周期性的，例如当发动机速度波动时。从基于时域的控制不准确地转化为基于 曲轴角域的控制可导致不期望的发动机气门运动，从而导致低质量燃烧。因此，有利的是， 在例如进气和排气发动机气门的以恒定曲线开启和关闭的重复性任务中，补偿气门机构控 制系统中的非周期性干扰，所述恒定曲线为以每720度曲轴角重复的曲轴角的函数。
发明内容
一种用于控制内燃机的发动机气门的方法包括周期性地监测发动机气门升程和 对应发动机曲轴角；确定在曲轴角域中的优选发动机气门升程曲线；确定与优选发动机气 门升程曲线、监测发动机气门升程和发动机曲轴角相关的在曲轴角域中的优选发动机气门 位置。在曲轴角域中插值优选发动机气门位置，以确定在时域中的优选发动机气门位置。该 方法还包括致动控制回路，所述控制回路配置成将发动机气门的位置控制到时域中的优选 发动机气门位置。
本发明涉及下述技术方案。1. 一种用于控制内燃机的发动机气门的方法，包括 周期性地监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角； 确定在曲轴角域中的优选发动机气门升程曲线；
确定与优选发动机气门升程曲线、监测发动机气门升程和发动机曲轴角相关的在曲轴 角域中的优选发动机气门位置；
插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置，以确定在时域中的优选发动机气门位置；
以及
致动配置成将发动机气门的位置控制到时域中的优选发动机气门位置的控制回路。2.根据方案1所述的方法，其中，周期性地监测发动机气门升程和对应发动机曲 轴角包括
在时域中周期性地监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角；以及 基于在时域中周期性监测发动机曲轴角来产生模拟发动机曲轴角。3.根据方案2所述的方法，其中，确定与优选发动机气门升程曲线、监测发动机 气门升程和发动机曲轴角相关的在曲轴角域中的优选发动机气门位置包括
插值在时域中的监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角，以确定在模拟发动机曲轴 角的插值发动机气门升程；以及
确定与在模拟发动机曲轴角的优选发动机气门升程曲线和插值发动机气门升程相关 在曲轴角域中的优选气门位置。4.根据方案3所述的方法，其中，插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置以确 定在时域中的优选发动机气门位置包括使用监测发动机曲轴角和模拟发动机曲轴角插值 在曲轴角域中的优选发动机气门位置，以确定在时域中的优选发动机气门位置。5.根据方案4所述的方法，其中，致动配置成将发动机气门的位置控制到时域中 的优选发动机气门位置的控制回路包括致动控制回路，以控制在时域中的发动机气门升 程的幅值、发动机气门开度的持续时间和发动机气门开度的正时。6.根据方案4所述的方法，其中，发动机气门包括进气气门。7.根据方案4所述的方法，其中，发动机气门包括排气气门。8. 一种用于控制内燃机的发动机气门的位置的方法，包括 周期性地监测在时域中的发动机气门升程和对应发动机曲轴角； 基于周期性监测发动机曲轴角来产生模拟发动机曲轴角；
插值监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角，以确定在模拟发动机曲轴角的插值发 动机气门升程；
确定在曲轴角域中的优选发动机气门升程曲线；
确定与优选发动机气门升程曲线和在模拟发动机曲轴角的插值发动机气门升程相关 在曲轴角域中的优选发动机气门位置；
插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置，以确定在时域中的优选发动机气门位置；
以及
致动控制回路，以将发动机气门控制至在时域中的优选发动机气门位置。9.根据方案8所述的方法，其中，插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置以确定在时域中的优选发动机气门位置包括使用监测发动机曲轴角和模拟发动机曲轴角插值 在曲轴角域中的优选发动机气门位置，以确定在时域中的优选发动机气门位置。10.根据方案9所述的方法，其中，致动控制回路以将发动机气门控制至在时域 中的优选发动机气门位置包括致动控制回路，以在时域中控制发动机气门升程的幅值、发 动机气门开度的持续时间、以及发动机气门开度的正时。11. 一种用于控制配置成控制内燃机的发动机气门升程的控制回路的方法，包 括
周期性地监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角； 基于周期性监测发动机曲轴角来产生模拟发动机曲轴角；
插值监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角，以确定在模拟发动机曲轴角的插值发 动机气门升程；
确定在曲轴角域中的优选发动机气门升程曲线；
确定与优选发动机气门升程曲线和在模拟发动机曲轴角的插值发动机气门升程相关 在曲轴角域中的优选发动机气门位置；
插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置，以确定优选发动机气门位置；以及 致动控制回路，以控制对应于优选发动机气门位置的发动机气门升程。12.根据方案11所述的方法，其中，致动控制回路以控制对应于优选发动机气门 位置的发动机气门的升程包括致动控制回路，以控制在时域中对应于优选发动机气门位 置的发动机气门升程。
现将通过示例的方式参考附图描述一个或多个实施例，在附图中
图1是根据本发明的用于致动内燃机的单个发动机气门的控制回路的示意图； 图2是根据本发明的实施控制方案的控制流图，所述控制方案用于控制该控制回路以 重复性地致动单个发动机气门；
图3-5以图形形式描述了根据本发明的在时域中的监测发动机气门升程L 、在时域中 的监测发动机曲轴角ΘΜ和额定模拟发动机曲轴角、以及在曲轴角域中的监测发动机气 门升程Lm (Θμ)和插值发动机气门升程L1 (@g)；
图6-8以图形形式描述了根据本发明的作为模拟发动机曲轴角函数的气门控制位 置P、在时域中的监测发动机曲轴角ΘΜ和额定模拟发动机曲轴角、以及在时域中的控制 位置P ( <；)和对应插值控制位置Pm ( <；);以及
图9以图形形式示出了描述根据本发明的发动机气门升程的数据。
具体实施例方式现参考附图，其中附图仅为了描述一些示例性实施例且不旨在对其进行限制，图1 示意性地描述了用于致动内燃机的单个发动机气门9的示例性控制回路。示例性控制回路 包括全柔性电液气门致动系统，其包括可在多缸内燃机上实施的发动机气门致动器10。该 示例性控制回路可用于致动发动机气门9，所述发动机气门包括进气气门或排气气门中的 任一者。应当理解的是，本发明可适用于各种内燃机系统和燃烧模式，包括例如火花点火发动机和压缩点火发动机，且燃烧模式包括均质火花点火燃烧、受控自动点火燃烧、分层充气 火花点火燃烧模式、压缩点火和预混合充气压缩点火。还应当理解的是，本发明可适用于以 化学当量比空气/燃料比、稀空气/燃料比、以及浓空气/燃料比操作的内燃机系统。示例性发动机包括多缸直喷式四冲程内燃机，其具有在气缸内可滑动地移动的往 复活塞，从而限定可变容积燃烧室。每个活塞连接到旋转曲轴，活塞的线性往复运动通过所 述旋转曲轴转化为旋转运动。空气进气系统向进气歧管提供进气空气，该进气歧管将空气 引导并分配到进气流道中从而到每个燃烧室。空气进气系统包括空气流导管和装置，用于 监测并控制空气流。空气进气装置优选地包括空气质量流量传感器，用于监测空气质量流 量和进气空气温度。节气门阀优选地包括电控装置，所述电控装置响应于来自于发动机控 制模块的控制信号来控制至发动机的空气流。歧管中的压力传感器适于监测歧管绝对压力 和大气压力。外部流量通道将排气从发动机排气再循环到进气歧管，并且具有称为排气再 循环阀的流量控制阀。发动机控制模块可操作以通过控制排气再循环阀的开启来控制至进 气歧管的排气质量流量。气缸盖44优选地包括铸造金属装置，其提供用于包括发动机气门9以及相关发动 机气门致动器10的发动机进气气门和排气气门的安装结构。至少一个进气气门和一个排 气气门对应于每个气缸和燃烧室。优选地存在用于每个发动机气门9的一个发动机气门致 动器10。每个进气气门在开启时可允许空气和燃料流入到对应燃烧室中。每个排气气门在 开启时可允许燃烧产物流出对应燃烧室到达排气系统。发动机可包括燃料喷射系统，其包括多个高压燃料喷射器，每个高压燃料喷射器 适于响应于来自于发动机控制模块的信号将一定质量的燃料直接喷射到一个燃烧室中。燃 料喷射器从燃料分配系统供给加压燃料。发动机可包括火花点火系统，火花能量通过该火 花点火系统提供给火花塞，用于响应于来自于发动机控制模块的信号来点火或辅助点火每 个燃烧室中的气缸充气。发动机配置有用于监测发动机操作的各种感测装置，包括曲轴传感器22，所述曲 轴传感器具有对应于曲轴轮子23的曲轴旋转位置的输出Θμ (BP,曲轴角)并且可用于监测 曲轴旋转速度。排气传感器监测排气输送流并且在一个实施例中可包括空气/燃料比传感器。发动机控制模块执行存储在其中的算法代码以控制前述致动器，从而控制发动机 操作，包括节气门位置、火花正时、燃料喷射质量和正时、进气和/或排气气门正时和定相、 以及用于控制再循环排气流量的排气再循环阀位置。气门正时和定相可包括负气门重叠时 段以及使用在排气再吸策略中的多阶段气门升程。发动机控制模块适于接收来自于操作 者的输入信号(例如，加速器踏板位置和制动器踏板位置)，以确定操作者扭矩请求；以及接 收来自于传感器的表示发动机速度和进气空气温度、冷却剂温度和其它环境状况的输入信 号。如本文所使用的，控制模块、控制器、模块、和类似术语可采用一个或多个专用集 成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多软件或固件程序的中央处理单元(优选地，微处 理器)和相关记忆和存储设备(只读、可编程只读、随机读取、硬盘驱动器等)、组合逻辑电 路、输入/输出电路和装置、合适的信号调节和缓冲电路、以及提供所述功能的其他合适部 件的任何合适一种或各种组合的任何形式。控制模块具有一组控制算法，包括存储在存储器中并被执行以提供期望功能的驻留软件程序指令和标定值。该算法优选地在预设循环期 间被执行。算法例如通过中央处理单元被执行，并且可操作以监视来自于感测装置和其它 联网控制模块的输入，以及执行控制和诊断例程从而控制致动器的操作。在持续进行的发 动机和车辆操作期间，循环通常以规则间隔例如每3. 125,6. 25,12. 5、25和100毫秒被执 行。替代性地，算法可响应于事件的发生而被执行。控制模块5 (E-H CONTROLLER)控制示例性控制回路的操作以控制发动机气门9 的位置，包括气门升程L的幅值、气门开度D的持续时间(优选地以曲轴角度数测量)、以及 气门开度的正时(优选地以相对于活塞行程的上止点的曲轴角度数测量)。应当理解的是， 在气门开度的正时和气门开度的持续时间中包括气门开度的定相。根据预定控制方案并且 基于本文所描述的预定气门曲线，发动机气门9的位置响应于控制信号Pd ( ΘΜ)被控制，所 述控制信号从控制模块5输出。在一个实施例中，控制回路包括与每个发动机气门致动器10相关的封闭高压流 体回路，所述流体回路可操作地连接到控制模块5，控制模块5信号地连接到发动机控制模 块。虽然控制模块5在图1中示出为分离元件，但是这种描述是为了方便说明，且应当理解 的是，控制模块5可采用本文上述的任何合适形式。控制模块5在预设循环期间在时域中 执行算法。发动机气门致动器10包括气门致动器位置传感器42，其监测发动机气门升程并 且产生对应于发动机气门升程的信号输出LM，所述发动机气门升程由控制模块5监测。该 示例性封闭高压流体回路包括液压泵70，所述液压泵经由管道80流体地连接到第一流量 控制阀82，所述第一流量控制阀经由管道84流体地连接到发动机气门致动器10的高压流 体入口 40。发动机气门致动器10的流体出口 68经由管道86流体地连接到第二流量控制 阀88，所述第二流量控制阀通向流体泵90。液压泵70以及第一流量控制阀82和第二流量 控制阀88可操作地连接到控制模块5。在一个实施例中，控制模块5产生用于控制第一流 量控制阀82和第二流量控制阀88的控制信号Pd ( Θμ),以控制至发动机气门致动器10的 液压流体流量并且因而控制发动机气门9的位置。在一个实施例中，第一流量控制阀82和第二流量控制阀88中的每个均包括设计 用于高压流体控制系统的两状态滑阀式流体控制阀。第一流量控制阀82和第二流量控制 阀88中每个的第一状态包括开启流量状态，而第二状态包括流体地密封的无流量状态。发 动机气门致动器10物理安装到气缸盖44上，其中发动机气门致动器10的柱塞30的远端 物理接触发动机气门9的柄的端部并且向其可操作地施加开启力。发动机气门9优选地配 置成设置有弹簧，以提供关闭力。发动机气门9通常是关闭的，且发动机气门致动器10必 须产生通过柱塞30的力，所述力足以克服弹簧关闭力从而开启发动机气门9。开启发动机 气门9包括直线移动气门柄和气门。在一个实施例中，发动机气门9配置成将发动机气门 位置控制在两个不同阶段中的一个，例如优选地用于低速、低负载发动机操作的低升程发 动机气门位置(大约4-6 mm)以及优选地用于高速、高负载发动机操作的高升程发动机气门 位置(大约8-10 mm)。在关闭位置的发动机气门9限定发动机气门致动器10在组装到其上 时的中立位置。上述的高压流体回路优选地使用发动机油作为液压流体。然而，其它类型的流体 也可用于该系统中。液压泵70定尺寸成提供足以克服发动机气门弹簧的关闭力的液压力， 所述关闭力与在燃烧室中产生的压力作用力联接，该压力作用力作用到气缸盖44和气门9的内部，且在一个实施例中在高发动机速度状况下在7-21 MPa的压力范围内。图2示出了用于重复性控制发动机气门9的控制回路的控制方案500。控制方案 500描述并阐述为使用分离元件，以便于进行说明。应当理解的是，由这些元件执行的功能 可在一个或多个装置中结合，例如在软件、硬件、和/或专用集成电路中实施。通过使得在 时域中测量的发动机气门位置Lm和在曲轴角域测量的发动机曲轴角ΘΜ同步，控制方案500 重复执行以响应于期望气门升程曲线来控制发动机气门9，所述期望气门升程曲线为在每 个发动机循环期间的曲轴角的函数。本文所使用的术语“曲轴角域”是指根据例如使用曲 轴传感器以曲轴角度数度量的发动机曲轴的旋转位置来测量并对应的操作和控制。本文所 使用的术语“时域”是指以经过的时间来测量并对应的操作和控制。控制方案500在时域中以周期性时间间隔来监测用于输入缓冲模块505的输入的 发动机曲轴角Θμ和发动机气门升程Lm。内部信号发生器模块510在时域中产生模拟发动 机曲轴角 e。模拟发动机曲轴角由输入缓冲模块505、重复性全柔性气门致动控制器 (FFVA控制器)515、以及输出缓冲模块520使用。输入缓冲模块505在模拟发动机曲轴角
确定插值发动机气门升程L1 ( e)。可基于期望气门升程曲线530和模拟发动机曲轴 角来确定期望气门升程Ld ( e)。FFVA控制器515确定在曲轴角域中的发动机气门9 的控制位置P ( e)，在模拟发动机曲轴角下示出。输出缓冲模块520确定时域中的用 于发动机气门9的期望控制位置PD( ΘΜ)，其可用于在监测发动机曲轴角ΘΜ在时域中控制 第一流量控制阀82和第二流量控制阀88，以实现期望气门升程Ld ( e)。在时域中监测发动机曲轴角ΘΜ和发动机气门升程Lm包括监测来自于曲轴传感器 22和气门致动器位置传感器42的信号输入。内部信号发生器模块510基于假定固定发动 机速度通过产生模拟曲轴角信号来模拟发动机曲轴角，所述假定固定发动机速度例如 通过将监测发动机速度和操作者扭矩请求滤波和取平均来得到。输入缓冲模块505的输入包括来自于气门致动器位置传感器42的监测发动机气 门升程LM、来自于曲轴传感器22的监测发动机曲轴角Θ Μ、以及来自于内部信号发生器模块 510的模拟发动机曲轴角 e。监测发动机气门升程Lm和监测发动机曲轴角ΘΜ优选地在 预定固定时间间隔(即，在时域中)被周期性地监测。输入缓冲模块505在连续监测发动机 曲轴角ΘΜ和相关模拟发动机曲轴角之间插值监测发动机气门升程LM，以确定在曲轴角 域中的插值发动机气门升程L1 ( G),该插值发动机气门升程被传送给FFVA控制器515。信号发生器模块510产生模拟发动机曲轴角Θε，以输出给输入缓冲模块505、输 出缓冲模块520和FFVA控制器515。模拟发动机曲轴角Θ e处于时域中且基于假定固定发 动机速度被确定，该假定固定发动机速度例如通过滤波监测发动机速度来得到。信号发生 器模块510相对于时间以固定速率输出模拟发动机曲轴角Θe，直到操作者扭矩请求指示出 不同的发动机速度为止。模拟发动机曲轴角限定用于FFVA控制器515和输出缓冲模 块520的曲轴角域。优选地在每个发动机循环中，控制模块5确定速度/负载操作点并且确定对应于 速度/负载操作点的速度/负载操作区域。由控制方案500选择与速度/负载操作区域相 关的优选或期望发动机气门升程曲线530。每个速度/负载操作区域具有对应的预定发动 机气门升程曲线530。每个预定发动机气门升程曲线具有气门升程状态的阵列，每个气门升 程状态对应于曲轴角状态，优选地以曲轴角(度)和对应升程幅值(mm)表述。与预定发动机气门升程曲线530相关的气门升程状态阵列表述为Ld ( e)。应当理解的是，本领域技术 员基于选定内燃机系统、选定燃烧模式和选定空气/燃料比方案可确定预定发动机气门升 程曲线。预定发动机气门升程曲线530被输入到FFVA控制器515中。FFVA控制器515基于模拟曲轴角θ e、插值发动机气门升程L1 (@G)以及预定气 门升程曲线Ld ( 使用重复性控制方法来选择用于曲轴角域中的发动机气门9的控制位 置P (&G)。本领域技术人员可使用预定气门升程曲线Ld (@g)以基于模拟曲轴角和 插值发动机气门升程L1 来确定用于曲轴角域中的发动机气门9的控制位置P (0g)o FFVA控制器515确定用于曲轴角域中的发动机气门9的控制位置P ( e)，用模拟曲轴角
表示。输出缓冲模块520确定用于时域中的发动机气门9的控制位置Pd (ΘΜ)，以实现 该控制位置。来自于曲轴传感器22的监测发动机曲轴角 M、控制位置P( 和模拟发动机曲 轴角被输入到输出缓冲模块520。输出缓冲模块520在监测发动机曲轴角ΘΜ和模拟 发动机曲轴角之间插值控制位置P ( e)，以确定用于发动机气门9的期望控制位置Pd (Θμ)。期望控制位置Pd (Θμ)被传输给在时域中的第一流量控制阀82和第二流量控制阀 88，以控制发动机气门9的升程。在操作中，控制模块5基于监测发动机曲轴角ΘΜ、发动机气门位置Lm和模拟发动 机曲轴角使期望时域控制发动机气门位置与发动机曲轴角ΘΜ同步，并且在与监测发动 机曲轴角Θμ同步的时域中重复性地控制发动机气门致动器10。图3-8描述了涉及使用基于时域的控制来执行重复性控制发动机气门9位置的控 制方案500的元件。图3A-3C描述了用于气门操作的信号，其中发动机以预定期望旋转速度(额定)操 作，并且模拟发动机曲轴角在时域中对应于监测发动机曲轴角Θμ。图3Α以图形形式描 述了作为在时域中额定发动机气门升程的监测发动机气门升程Lm( Θμ)。图;3Β以图形形式 描述了在时域中的监测发动机曲轴角ΘΜ和额定模拟发动机曲轴角&GO图3C以图形形式 描述了在曲轴角域中的监测发动机气门升程Lm (Θμ)和插值发动机气门升程L1 ( e)。如 上所述，当发动机操作在预定期望旋转速度(额定)时，在模拟发动机曲轴角的插值发动机 气门升程L1 ( 跟踪在曲轴角域中的监测发动机曲轴角的监测发动机气门升程Lm ( Θμ)。图4A-4C示出了用于气门操作的信号，其中发动机以低于预定期望旋转速度(额 定)的速度操作，且模拟发动机曲轴角慢于在时域中的监测发动机曲轴角Θμ。图4Α以 图形形式描述了慢于在时域中的额定发动机气门升程的监测发动机气门升程Lm (Θμ)。图 4Β以图形形式描述了在时域中的监测发动机曲轴角ΘΜ和额定模拟发动机曲轴角 e。图 4C以图形形式描述了在曲轴角域中的监测发动机气门升程Lm (Θμ)和插值发动机气门升 程！^ ( e)。如上所述，当发动机操作在慢于预定期望旋转速度(额定)的速度时，在模拟发 动机曲轴角的插值发动机气门升程L1 (@g)跟踪在曲轴角域中的监测发动机曲轴角的监 测发动机气门升程Lm (Θμ)。图5A-5C示出了用于气门操作的信号，其中发动机以慢于预定期望旋转速度(额 定)的速度操作，且模拟发动机曲轴角快于在时域中的监测发动机曲轴角Θμ。图5Α以 图形形式描述了快于在时域中的额定发动机气门升程的监测发动机气门升程Lm (Θμ)。图 5Β以图形形式描述了在时域中的监测发动机曲轴角ΘΜ和额定模拟发动机曲轴角 e。图5C以图形形式描述了在曲轴角域中的监测发动机气门升程Lm (Θμ)和插值发动机气门升 程！^ ( e)。如上所述，当发动机操作在快于预定期望旋转速度(额定)的速度时，在模拟发 动机曲轴角的插值发动机气门升程L1 (@g)跟踪在曲轴角域中的监测发动机曲轴角的监 测发动机气门升程Lm (Θμ)。在任何情况下，基于模拟曲轴角 e、插值发动机气门升程L1 ( θ 和预定气门曲 线使用重复性控制方法，在模拟发动机曲轴角的插值发动机气门升程L1 ( 结合期望气 门曲线Ld ( e)被输入到FFVA控制器515，以确定用于发动机气门9的在模拟曲轴角 的控制位置P ( <；)。图6-8描述了输出缓冲模块520的操作，以基于模拟发动机曲轴角和测量发 动机曲轴角ΘΜ使用插值来将在曲轴角域中的用于发动机气门9的控制位置P 转化 为在时域中的用于发动机气门9的控制位置Pd ( Θμ)。图6A-6C描述了用于气门操作的信号，其中发动机以预定期望旋转速度(额定)操 作且模拟发动机曲轴角具有与时域中的监测发动机曲轴角ΘΜ相同的速率。图6Α以图 形形式描述了作为模拟发动机曲轴角函数绘制的控制位置P。图6B以图形形式描述了 在时域中的监测发动机曲轴角ΘΜ和额定模拟发动机曲轴角&GO图6C以图形形式描述了 从FFVA控制器515输出的控制位置P ( θ 和从输出缓冲器520输出的对应插值控制位 置Pd (θΜ)。如上所述，当发动机以预定期望旋转速度操作时，从输出缓冲器520输出的插 值控制位置Pd (Θμ)跟踪在曲轴角域中的从FFVA控制器515输出的控制位置P ( e)。图7A-7C描述了用于气门操作的信号，其中发动机以慢于预定期望操作速度(额 定)的速度操作且模拟发动机曲轴角慢于在时域中的监测发动机曲轴角Θμ。图7Α以 图形形式描述了作为模拟发动机曲轴角函数绘制的控制位置P。图7B以图形形式描 述了在时域中的监测发动机曲轴角ΘΜ和模拟发动机曲轴角&GO图7C以图形形式描述了 从FFVA控制器515输出的控制位置P ( θ 和从输出缓冲器520输出的对应控制位置Pd (θΜ)。如上所述，当发动机以慢于预定期望旋转速度的速度操作时，从输出缓冲器520输出 的插值控制位置Pd ( Μ)跟踪在曲轴角域中的从FFVA控制器515输出的控制位置P ( e)。图8A-8C描述了用于气门操作的信号，其中发动机以慢于预定期望操作速度(额 定)的速度操作且模拟发动机曲轴角快于在时域中的监测发动机曲轴角Θμ。图8Α以 图形形式描述了作为模拟发动机曲轴角函数绘制的控制位置P。图8B以图形形式描 述了在时域中的监测发动机曲轴角ΘΜ和模拟发动机曲轴角&GO图8C以图形形式描述了 从FFVA控制器515输出的控制位置P ( θ 和从输出缓冲器520输出的对应控制位置Pd (θΜ)。如上所述，当发动机以快于预定期望旋转速度的速度操作时，从输出缓冲器520输出 的插值控制位置Pd ( Μ)跟踪在曲轴角域中的从FFVA控制器515输出的控制位置P ( e)。在一个实施例中，控制模块5指令第一流体流量控制阀82和第二流体流量控制阀 88来控制至发动机气门致动器10的液压流体流量，以实现期望控制位置Pd ( M)。图9示出了描述控制方案500的示例性实施方式的结果的数据图表。数据图表示 出了在重复性发动机循环中以及在恒定发动机速度下的期望和测量发动机气门位置。如图 9所示，在发动机曲轴角Θμ，期望气门升程(S卩，期望气门曲线Ld对应于测量发动机 气门升程(即，发动机气门位置Lm)。本发明已经描述了一些优选实施例及其变型。技术人员在阅读并理解说明书之后可想到进一步的修改和变换。因此，本发明并不旨在局限于作为实施本发明所构想的最佳 模式而公开的具体实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用于控制内燃机的发动机气门的方法，包括 周期性地监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角； 确定在曲轴角域中的优选发动机气门升程曲线；确定与优选发动机气门升程曲线、监测发动机气门升程和发动机曲轴角相关的在曲轴 角域中的优选发动机气门位置；插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置，以确定在时域中的优选发动机气门位置；以及致动配置成将发动机气门的位置控制到时域中的优选发动机气门位置的控制回路。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，周期性地监测发动机气门升程和对应发动机曲 轴角包括在时域中周期性地监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角；以及 基于在时域中周期性监测发动机曲轴角来产生模拟发动机曲轴角。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定与优选发动机气门升程曲线、监测发动机 气门升程和发动机曲轴角相关的在曲轴角域中的优选发动机气门位置包括插值在时域中的监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角，以确定在模拟发动机曲轴 角的插值发动机气门升程；以及确定与在模拟发动机曲轴角的优选发动机气门升程曲线和插值发动机气门升程相关 在曲轴角域中的优选气门位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置以确 定在时域中的优选发动机气门位置包括使用监测发动机曲轴角和模拟发动机曲轴角插值 在曲轴角域中的优选发动机气门位置，以确定在时域中的优选发动机气门位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，致动配置成将发动机气门的位置控制到时域中 的优选发动机气门位置的控制回路包括致动控制回路，以控制在时域中的发动机气门升 程的幅值、发动机气门开度的持续时间和发动机气门开度的正时。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，发动机气门包括进气气门。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，发动机气门包括排气气门。
8.一种用于控制内燃机的发动机气门的位置的方法，包括 周期性地监测在时域中的发动机气门升程和对应发动机曲轴角； 基于周期性监测发动机曲轴角来产生模拟发动机曲轴角；插值监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角，以确定在模拟发动机曲轴角的插值发 动机气门升程；确定在曲轴角域中的优选发动机气门升程曲线；确定与优选发动机气门升程曲线和在模拟发动机曲轴角的插值发动机气门升程相关 在曲轴角域中的优选发动机气门位置；插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置，以确定在时域中的优选发动机气门位置；以及致动控制回路，以将发动机气门控制至在时域中的优选发动机气门位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置以确 定在时域中的优选发动机气门位置包括使用监测发动机曲轴角和模拟发动机曲轴角插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置，以确定在时域中的优选发动机气门位置。
10. 一种用于控制配置成控制内燃机的发动机气门升程的控制回路的方法，包括 周期性地监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角； 基于周期性监测发动机曲轴角来产生模拟发动机曲轴角；插值监测发动机气门升程和对应发动机曲轴角，以确定在模拟发动机曲轴角的插值发 动机气门升程；确定在曲轴角域中的优选发动机气门升程曲线；确定与优选发动机气门升程曲线和在模拟发动机曲轴角的插值发动机气门升程相关 在曲轴角域中的优选发动机气门位置；插值在曲轴角域中的优选发动机气门位置，以确定优选发动机气门位置；以及 致动控制回路，以控制对应于优选发动机气门位置的发动机气门升程。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制内燃机的发动机气门的方法。内燃机系统配置有受控发动机气门致动系统。控制发动机气门的升程包括周期性地监测发动机气门升程和发动机曲轴角。在曲轴角域中确定优选发动机气门升程曲线。在曲轴角域中确定优选发动机气门位置。插值优选发动机气门位置，以确定在时域中的优选发动机气门位置。致动控制回路，以控制在时域中的发动机气门。
文档编号F01L13/00GK102135023SQ20111002787
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者常 C-F., 允 H., 康 J-M. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司