专利名称：用于可变凸轮正时的油压修正的制作方法
用于可变凸轮正时的油压修正
技术领域：
本发明涉及用于运转具有可变凸轮正时(VCT)的发动机的方法。
背景技术：
内燃发动机可以使用可变凸轮正时(VCT)来改善车辆的燃料经济性和排放性能。可变凸轮正时的一种方法是使用油压驱动(OPA)装置，比如叶片型凸轮相位器(Phaser)。可通过可将油流导入叶片的一侧或另一侧的机电驱动的滑阀来控制相位器。因此，这种装置的性能依赖于油压，为了燃料经济性或减少额定状况下的寄生负荷(parasitic loads)可将该油压设置的更低。发明人在此已经意识到在特定 状况下，VCT相位器可能没有到达期望的位置，例如当凸轮轴相位器温度高于油底壳温度时或者当VCT相位器磨损时。此外，当为了燃料经济性或为了减少寄生负荷将油压设置的较低时可能使这种状况恶化。减小的油压还可能减小VCT相位器的移相速度(phasing velocity),从而可能负面地影响例如发动机响应、涡轮加速时间、以及由于发动机换气满足优化的制动比油耗(Brake Specific FuelConsumption)白勺倉泛力。
发明内容在一些示例中，VCT相位器在它们的初始位置(home position)配备有锁销以阻止冲击噪音。可通过移动凸轮的相同的机油推出这些销。然而，当首先指令凸轮移动时可能存在这样的竞合状况，使得如果凸轮首先移动则它可能会将销堵塞在锁定位置，从而又阻止了凸轮进一步的移动。在一个示例方法中，提供了一种至少可以部分地处理这些问题的发动机方法。方法包含，响应于工况而调节与液压可变凸轮轴正时驱动器连接的阀门以发起凸轮轴移相并基于凸轮轴相位器位置调节供应至该阀门的油压。在一些示例中，如果凸轮轴相位器锁销处于初始位置，方法可进一步包含在预定的时间间隔将供应至阀门的油压减小至阈值量以解锁该锁销但是不移动凸轮轴相位器并且随后增加供应至阀门的油压使凸轮轴相位器移动。这样，当没有达到移相位置时可升高油压使得泵(例如可变油压泵(VOP))的输出增加以帮助将凸轮推动至期望的位置。此外，油压补偿量可以是主动的和被动的(reactive)。例如,可以加权的累计的方式(additive manner)存储该误差以备将来使用并且可用于估算VCT相位器的寿命。此外，通过将油压减小至使得销可以优先反应并且凸轮相位器不反应的压力可以更好地控制VCT销的解锁。此外，由于油压可设置的更低同时仍然实现VCT控制并且当VCT系统需要时在选择的状况期间增加油压，可以改善燃料经济性。根据本发明的一个实施例，基于发动机润滑系统中的压力读数将供应至阀门的油
压调节一定量。
根据本发明的一个实施例，阀门是液压滑阀且调节阀门包括发送控制信号至与该液压滑阀连接的螺线管。根据本发明的一个实施例，进一步包含，如果凸轮轴相位器锁销处于初始位置，在预定的时间间隔将供应至阀门的油压减小至阈值量以解锁该锁销但是不移动凸轮相位器而在随后增加供应至阀门的油压以使凸轮轴相位器移动。根据本发明的一个实施例，阈值量基于锁销的面积、锁销的弹簧刚度(springrate)、凸轮轴相位器的面积、凸轮轴相位器的弹簧刚度以及凸轮轴摩擦系数。根据本发明的一个实施例，响应于凸轮轴相位器达到期望的凸轮轴移相位置而将供应至阀门的油压减小至预定量。根据本发明，提供一种发动机方法，包含:响应于工况:调节连接至液压可变凸轮轴正时执行器的阀门以发起凸轮轴移相；如果凸轮轴相位器锁销处于初始位置，在预定的时间间隔将供应至阀门的油压减小至阈值量以解锁该锁销但是不移动凸轮相位器；以及增加供应至阀门的油压以使凸轮轴相位器移动。根据本发明的一个实施例，将供应至阀门的油压增加通过取建模的移相速率和实际的移相速率之间的差异以及建模的移 相速率和期望的移相速率之间的差异的最大值而确定的量。根据本发明的一个实施例，进一步包含如果在预定的时间间隔之后没有达到期望的凸轮轴相位器位置并且阀门调节达至阈值则将供应至阀门的油压增加额外的量。根据本发明，提供一种发动机方法，包含:响应于工况，调节与液压可变凸轮轴执行器连接的阀门以发起凸轮轴移相并且在预定的时间间隔将供应至阀门的油压减小至阈值量以解锁该锁销但是不移动凸轮轴相位器。根据本发明的一个实施例，阈值量基于锁销的面积、锁销的弹簧刚度、凸轮轴相位器的面积、凸轮轴相位器的弹簧刚度和凸轮轴摩擦系数。应理解，提供上述概要用于以简化形式引入一系列原理，其将在具体实施方式
中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。
图1显示了部分发动机和相关系统的视图；图2显示了发动机机油润滑系统的框图；图3显示了示例VCT相位器和液压系统；图4显示了根据本发明用于修正供应至可变气门正时系统的油压的示例方法；图5显示了根据本发明用于确定可变气门正时系统的压力补偿量的示例方法。
具体实施方式下文的描述涉及一种用于控制车辆的发动机的系统和方法，该发动机具有可变的汽缸气门系统，比如可变凸轮正时(VCT)。例如，发动机(比如图1中显示的发动机)可包括VCT相位器用于调节凸轮正时(比如凸轮延迟或凸轮提前的量)，其中相位器包含在(比如图2中描述的)液压系统中。此外，如图3所示，发动机可包括具有滑阀的对应的液压控制系统。在移相事件期间可以使用控制算法(比如图4中显示的)来调节供应至VCT相位器的机油的量以将相位器推进至期望的位置和/或增加相位器的移相速度。在一些示例中，如图5中的示例方法所显示的，油压补偿的量可以基于期望的、实际的和建模的移相速率(phasing rate)。图1描述了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。图1显示了发动机10可以从包括控制器12的控制系统接收控制参数，以及接收来自车辆驾驶员190经由输入设备192的输入。在该不例中，输入设备192包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器194。发动机10的汽缸(本文中也称为“燃烧室”)30可包括带有位于其中的活塞36的燃烧室壁32。活塞36可和曲轴40相连使得将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可通过传动系统和乘用车的至少一个驱动轮相连。此外,起动马达可通过飞轮和曲轴40相连以实现发动机10的起动运转。曲轴40连接至油泵208以对发动机机油润滑系统200增压(未显示曲轴40和油泵208的连接)。壳体136通过正时链条或皮带(未显示)液压地连接至曲轴40。可以调节油泵208以增加或减小油压。汽缸30能通过进气歧管或空气通道44接收进气。进气通道44可以和发动机10的除汽缸30之外的其它汽缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可包括增压装置，比如涡轮增压器或机械增压器。包括节流板62的节气门系统可沿发动机的进气通道设置用于改变提供至发动机汽缸的进气的流率和/或压力。在该特定示例中，节流板62连接至电动马达94使得可以经由电动马达94通过控制器12控制椭圆形节流板62的位置。这种配置可以称为电子节气门控制(ETC)，其还可以在怠速控制期间使用。燃烧室30显示为分别通过进气门52a和52b (未显示)以及排气门54a和54b (未显示)与进气歧管44和排气歧管48连通。因此，尽管一个汽缸可以使用四个气门，但是在另一个示例中每个汽缸还是可以使用单个进气门和单个排气门。在又一示例中，每个汽缸可以使用两个进气门和一个排气门。排气歧管48能接收来自发动机10除了汽缸30之外的其它汽缸的排气。排气传感器76显不为和催化转化器70上游的排气歧管48相连(其中传感器76可对应于多种不同的传感器)。例如，传感器76可以是用于提供排气空燃比指示的多种已知的传感器中的任何传感器，比如线性氧传感器、UEGO (通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器、EGO (排气氧传感器)、HEG0 (加热型EGO)或碳氢化合物(HC)或一氧化碳(CO)传感器。排放控制装置72显示为位于催化转化器70的下游。排放控制装置72可以是三元催化剂(TWC)、NOx(氮氧化合物)捕集器、各种其它的排放控制装置或它们的组合。在一些实施例中，发动机机10的每个汽缸可包括用于发起燃烧的火花塞92。在选择的运转模式下，点火系统88可响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。然而，在一些实施例中，可省略火花塞92，比如发动机10可以通过自动点火或燃料的喷射而发起燃烧，通常这可以是一些柴油发动机中的情形。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以配置有一个或多个燃料喷射器用于向其中提供燃料。作为非限制性示例，燃料喷射器66A显示为直接连接至汽缸30以经由电子驱动器68与来自控制器12的信号dfpw的脉冲宽度成比例地直接向其中喷射燃料。这样，燃料喷射器66A提供了已知为燃料进入汽缸30的直接喷射(此后还称为“DI ”)。发动机10可进一步包括压缩装置比如涡轮增压器或机械增压器的，该涡轮增压器或机械增压器至少包括沿压缩器通道44设置的压缩器162，该通道可包含增压传感器以测量空气压力。对于涡轮增压器，可至少部分通过沿排气通道48设置的涡轮164 (例如经由轴)驱动压缩器162。对于机械增压器，可通过发动机和/或电机至少部分地驱动压缩器162，并且可以不包括涡轮。因此，可通过控制器12改变经由涡轮增压器或机械增压器提供至发动机一个或多个汽缸的压缩量。控制器12显示为微型计算机，包括:微处理器单元102、输入/输出端口 104、用于执行程序和校准值的电子存储媒介(在该特定示例中显示为只读存储器(ROM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、不失效(ke印alive)存储器(KAM) 110)以及常规数据总线。控制器12显示为接收来自和发动机10相连的传感器的各种信号，除了上文讨论的那些信号，还包括:来自与节气门62连接的空气质量流量传感器100的吸入的空气质量流量(MAF)的测量值；来自和冷却套筒114连接的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);来自与曲轴40连接的霍尔效应传感器118的表面点火感测(PIP)信号；以及来自节气门位置传感器20的节气门位置TP ;来自传感器122的歧管绝对压力信号MAP ;来自爆震传感器182的爆震的指示；以及来自传感器180的绝对或相对环境湿度的指示。通过控制器12以常规的方式从信号PIP产生发动机转速信号RPM，并且来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP提供了进气歧管中真空或压力的指示。在化学计量运转期间，该传感器能给出发动机负荷的指示。此外，该传感器和发动机转速一起能提供吸入汽缸的充气(包括空气)的估算值。在一个示例中，传感器118 (其也用作发动机转速传感器)对曲轴的每个旋转产生预订数目的等距脉冲。在该特定示例中，催化转化器70的温度Teatl由温度传感器124提供而排放控制装置72的温度Teat2由温度传感器126提供。在替代的实施例中，可从发动机运转推断温度
Tcatl 和温度 Tcat2。继续图1，显示了可变凸轮轴正时(VCT)系统19。尽管可以使用其它的方法，但是在该示例中显示为顶置凸轮系统。具体地，发动机10的凸轮轴130显示为与摇臂132和134连通以驱动进气门52a、52b和排气门54a、54b。VCT系统19可以是油压驱动的(0ΡΑ)、凸轮扭矩驱动的(CTA)或者其组合驱动。通过调节多个液压阀门从而将液压流体(比如发动机机油)导入凸轮轴相位器的空腔(比如提前室或延迟室)，可以改变气门正时使其提前或延迟。如此处进一步详细说明的，可通过各自的控制螺线管来控制液压控制阀的运转。具体地，发动机控制器可传输信号至螺线管以移动用于调节穿过相位器空腔的机油流的滑阀。如此处所使用的，凸轮正时的提前和延迟指相对的凸轮正时，仅作为一个示例，其中完全的提前位置仍然可以提供相对上止点的延迟的进气门打开。
凸轮轴130液压地连接至壳体136。壳体136形成具有多个齿138的齿缘轮。在该示例实施例中，壳体136经由正时链或带(未显示)机械地连接至曲轴40。所以，壳体136和凸轮轴130彼此以基本相等的速度旋转并且与曲轴同步。在替代的实施例中，例如在四冲程发动机中，壳体136和曲轴40可以机械地连接至凸轮轴130使得壳体136和曲轴40可以不同于凸轮轴130的速度(例如2:1的比率，其中曲轴旋转的速度是凸轮轴的两倍)同步旋转。在替代实施例中，齿138可以机械地连接至凸轮轴130。通过本说明书描述的液压连接的操纵，可通过延迟室142和提前室144 (在图3中未显示，但是显示在图1中)中的液压压力改变凸轮轴130与曲轴40的相对位置。通过允许高压液压流体进入延迟室142，凸轮轴130和曲轴40之间的相对关系是延迟的。从而，进气门52a、52b和排气门54a、54b打开和关闭的时间比相对于曲轴40的正常时间更早。类似的，通过允许高压液压流体进入提前室144，凸轮轴130和曲轴40之间的相对关系是提前的。从而，进气门52a、52b和排气门54a、54b打开和关闭的时间比相对于曲轴40的正常时间更晚。虽然该示例显示了同时控制进气和排气门正时的系统，但是还可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、两个独立的可变凸轮正时、两个相等的可变凸轮正时或其它可变的凸轮正时。此外，还可以使用可变气门升程。此外，可使用凸轮廓线变换系统以在不同的工况下提供不同的凸轮廓线。更进一步地，气门系可以是滚轮指状式从动件(rollerfinger follower)、直接作用式机械斗(mechanical bucket)、电子液压式或摇臂的其它替代物。继续可变凸轮正时系统，与凸轮轴130同步旋转的齿138允许经由提供信号VCT至控制器12的凸轮正时传感器150测量相对凸轮位置。齿1、2、3和4可用于凸轮正时的测量并且是等距的(例如，在V8双汽缸组发动机中，彼此之间相距90度)而齿5可用于汽缸识别。此外，控制器12发送控制信号(LACT、RACT)至常规的电磁阀(未显示)以控制液压流体流入延迟室142、提前室144或不流入这两者。可以使用多种方式测量相对凸轮正时。大体上，PIP信号的上升沿(rising edge)与从壳体136上多个齿138中的一个齿接收的信号之间的时间或旋转角度给出了相对凸轮正时的测量。对于其中具有两个汽缸组以及五齿缘轮的V8发动机的特定示例，每个旋转接收四次特定汽缸组的凸轮正时的测量，而额外的信号用于汽缸识别。如上所述，图1仅显示了多缸发动机中的一个汽缸，并且其每个汽缸具有它自身的一套进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。图2显示了具有连接至曲轴40 (未显示)的油泵208的发动机机油润滑系统200的示例实施例，并且该系统包括多个机油子系统216、218、220。机油子系统可利用油流来执行一些功能，比如润滑、驱动执行器等。例如，机油子系统216、218、220中的一者或多者可以是具有液压执行器和液压控制阀的液压系统。此外，机油子系统216、218、220可以是润滑系统，比如用于传输机油以使部件(比如凸轮轴、汽缸气门等)移动的通道。更进一步的非限制性示例中，机油子系统是凸轮轴相位器、汽缸壁、各种各样的轴承等。通过供给通道将机油供应至机油子系统并且通过返回通道返回机油。在一些实施例中，可以有更少或更多的机油子系统。继续图2，与曲轴40 (未显示)的旋转相关联的油泵208通过供给通道206从机油存储器204汲取机油，机油存储在机油盘202中。将带有压力的机油从油泵208输送穿过供给通道210和机油滤清器212到达主通道214。主通道214内的压力是油泵208产生的力和分别通过供给通道214a、214b、214c进入每个机油子系统216、218、220的机油流量的函数。机油通过返回通道222返回至处于大气压力的机油存储器204。油压传感器224测量主通道机油压力并将压力数据发送至控制器12 (未显示)。例如，响应于从控制器12接收的信号通过分别增加或减小油泵208产生的力可以增加或减小主通道内的压力。
主通道油压的水平能影响机油子系统216、218、220中的一者或多者的性能，例如液压执行器产生的力直接与主通道中的油压成比例。当油压较高时，执行器可能反应更加积极(responsive);当油压较低时，执行器反应可能更加不积极。较低的油压也可能限制发动机机油用于润滑移动部件的有效性。例如，如果主通道油压低于阈值压力，可能传输减少的润滑流，并且部件可能出现劣化。图3显示了示例机油子系统220。机油子系统220 (本说明书中也指“相位器”)由可变凸轮正时执行器(本说明书中也称为“执行器”)360、可变力(variable force)的螺线管(本说明书中也称为“螺线管”)310、机油控制的滑阀(本说明书中也称为“滑阀”)300、凸轮轴颈370和液压通道(本说明书中也称为“通道”)316、317、318、320、322组成。通道316连接主通道214和滑阀300 ;通道317、318连接滑阀300和返回通道222 ;通道320经由凸轮轴颈通道342连接滑阀300和执行器360中的延迟室142 ;通道322经由凸轮轴颈通道344连接滑阀300和执行器360中的提前室144。凸轮轴颈370包括凸轮轴130、凸轮轴颈通道342和344、凸轮轴颈盖380和汽缸盖凸轮孔(cam bore) 381。机械地连接至汽缸盖(未显示)的凸轮轴颈盖380形成凸轮轴130可在其中旋转的圆柱轴承。在图3中，凸轮轴颈盖380的剖视图显示为具有盖顶380a、汽缸盖凸轮孔381和盖密封凸台(landing)380c。机油通道可集成进凸轮轴颈盖380显示为位于盖密封凸台380c的任一侧。凸轮轴颈通道342提供了用于通道320和延迟室142之间的机油的液压通道。凸轮轴颈通道344提供了用于通道322和提前室144之间的机油的液压通道。盖密封凸台380c在凸轮轴颈通道342和344之间提供分离。因此，在一个特定示例中，可以使用凸轮进给(cam-fed)油压驱动的系统。执行器360由转子330、壳体136、延迟室142、提前室144(未显示)、锁销332和可选的回位弹簧334组成。转子330连接至凸轮轴130使得它与凸轮轴130以相同的速度旋转。转子330液压地连接至壳体136。相位器叶片330a、330b、330c、330d在延迟室142和提前室144形成的凹陷内移动。取决于期望的移动方向(即，取决于期望凸轮提前还是凸轮延迟)，通过允许机油流入延迟室142并流出提前室144或者反之亦然，滑阀300允许转子330移动。在凸轮延迟期间，来自供给通道316的机油穿过滑阀300和通道320以及凸轮轴颈通道342进入延迟室142而来自提前室144的机油被推进轮轴颈通道344和通道322穿过滑阀300并推出通道318。在凸轮提前期间，来自供给通道316的机油流动穿过滑阀300和通道322以及轮轴颈通道344进入提前室144而机油被从延迟室142推进轮轴颈通道342和通道320穿过滑阀300并推出通道317。壳体136形成用于转子330的机械停止件。当延迟室142最大化打开并且转子330停靠在壳体136上时，执行器360处于延迟端位置(本说明书也称为“基准位置”)并且凸轮正时被最大化地延迟。当提前室144最大化打开并且转子330停靠在壳体136上时，执行器360处于提前端位置并且凸轮正时被最大化地提前。当油压较低时(比如在冷启动期间)，可选的回位弹簧334和锁销332可将转子330保持在基准位置。随着油压增加，锁销332能缩回使得转子330如上文描述的自由移动。当有回位弹簧334时，不管油压多大回位弹簧产生使转子330偏向于基准位置的力。滑阀300由用于容纳阀芯314的套筒308和偏置弹簧(biasing spring) 312组成，阀芯具有阀芯凸台(landing) 314a、314b、314c。通过电子控制单元(ECU) 302 (其可以是控制器12)控制的螺线管310使阀芯314在套筒308内移动。通过平衡偏置弹簧312的力与通过螺线管310产生的力而确定阀芯314的位置。阀芯凸台314a、314b、314c用于约束或阻止穿过液压通道的油流。可调节阀芯314使得滑阀300在多个范围间运转，包括在执行器上朝第一端位置产生第一方向的液压力的第一范围，在执行器上朝第二、相反端产生的第二、相反方向的液压力的第二范围，以及在第一和第二范围之间的中间范围。在一个示例中，第一范围是延迟范围，而第二范围是提前范围。在延迟范围中，机油从滑阀300流进延迟室142迫使执行器360延迟凸轮正时，直到最大化地延迟的凸轮正时。阀芯凸台314a堵住通道317，阀芯凸台314a、314b之间开通有从通道316至通道320的通道，并且阀芯凸台314b、314c之间开通有从通道322至通道318的通道。延迟范围的一种情况是当螺线管310未通电(例如，没有向它施加电流)且执行器360处于基准位置时。在提前范围中，机油从滑阀300流进提前室144迫使执行器360克服回位弹簧334并提前凸轮正时，直到最大化地提前凸轮正时。阀芯凸台314c堵住通道318，在提前范围中阀芯凸台314b、314c之间开通有从通道316至通道322的通道，并且阀芯凸台314a、314b之间开通有从通道320至通道317的通道。在中间范围中，执行器上的液压力基本上被平衡使得执行器360既不提前也不延迟凸轮正时。通过从提前室144到延迟室142的正压力差来抵消(counter)来自回位弹簧334的扭矩。在中间范围，阀芯凸台314c堵住通道318，阀芯凸台314b、314c之间开通有从通道316至通道322的微弱(weak)的通道，并且阀芯凸台314a、314b之间开通有从通道320到通道317的微弱的通道。图4显示了在发动机机油润滑系统(例如向凸轮轴相位器(例如相位器220)供应机油的润滑系统200)中用于修正油压的示例方法400。在402处，方法400包括确定是否满足发起凸轮正时调节的进入条件。例如，控制器12可根据因素(比如发动机负荷和发动机转速RPM)发起凸轮正时的调节。因此，进入条件可包括处于阈值的发动机转速或发动机负荷。作为其它示例，进入条件可以基于大气压力、驾驶员要求的扭矩(例如，来自踏板位置传感器的)、歧管压力(MAP)、歧管空气流量(MAF)、来自之前的燃烧循环的在汽缸中留下的残留物的估计量、发动机温度、空气温度、爆震极限等。在402处如果满足进入条件，方法400前进至404。在404处，方法400包括调节连接至液压的可变凸轮轴正时执行器的阀门以发起凸轮轴移相。例如，调节的阀门可以是液压滑阀(例如滑阀300)，并且调节阀门可包括向连接至液压滑阀的螺线管发送控制信号。如上文描述的，调节相位器中的滑阀使得来自发动机机油润滑系统200的机油发起相位器的移动以调节凸轮轴正时。如上文提及的，如果VCT相位器处于初始位置而锁销在其位置中(in place)，推动凸轮的相同的机油可用于解锁该锁销。在一些示例中，在特定状况下，供应至相位器的油压使得凸轮在锁销解锁之前移动从而导致锁销在其位置上被卡住而阻止了凸轮相位器进一步的移动。因此，在406处，方法400包括确定锁销是否处于初始位置使得可减小油压以在使凸轮移动之前解锁该锁销。在406处如果锁销处于初始位置，方法400前进至408。在408处，方法400包括在预定的时间间隔将供应至阀门的油压减小至阈值量以解锁该锁销但是不移动凸轮轴相位器。这样，暂时的油压减小可解锁该锁销而不会移动相位器以便于防止锁销在其位置上卡住。用于减小的压力的阈值量和时间间隔可以基于多种因素，包括锁销的面积、锁销的弹簧刚度、凸轮轴相位器的面积、凸轮轴相位器的弹簧刚度以及凸轮轴摩擦系数。
油压减小的量可取决于在发动机机油润滑系统200中当前的压力读数。例如，在特定状况下，由于其它机油子系统的机油消耗导致发动机润滑系统中的油压可能较低。在406处如果锁销不在初始位置或者在408处锁销已解锁，那么方法400前进至410。在410处，方法400包括调节发动机机油润滑系统中的油压以调节供应至滑阀的油压的量。例如，如上文提及的，在特定状况下，例如当凸轮轴移相器温度高于油底壳温度时或者当VCT移相器磨损时，VCT相位器可能不会到达期望的位置。此外，当为了燃料经济性或为了减少寄生负荷而将油压设为较低时可能使这种状况恶化。减小的油压还可能减小VCT相位器的移相速度，从而可能负面地影响例如发动机响应、涡轮加速时间、以及由于发动机换气满足优化的制动比油耗的能力。因此，在412处，在滑阀已经调节至阈值水平之后可以增加从发动机机油润滑系统200供应的油压以向相位器提供额外的油压。例如，如下文关于图5的描述，油压调节的量可以基于凸轮轴相位器的位置，建模的、实际的及期望的凸轮轴移相速率，相位器温度，油底壳温度，相位器寿命等。在414处，方法400包括确定在预定时间间隔之后是否已经达到期望的移相位置。例如，可以基于估算的发动机工况和/或各种传感器读数确定期望的VCT位置。在414处如果已经达到期望的移相位置，方法前进至422以减小油压。例如，为了燃料经济性以及减小与在系统中维持较高油压相关联的寄生损失(parasitic loss)可将发动机机油润滑系统中的油压减小至基准水平。然而，在414处如果没有达到期望的移相位置，方法400前进至416。在416处，方法400包括确定是否已经达到压力增加阈值。例如，油泵208可以具有其能够向发动机机油润滑系统200中的机油提供的阈值压力量使得不可能有进一步的压力增加。在416处如果没有达到压力阈值，方法400前进至418。在418处，方法400包括增加供应至阀门的油压。如上文提及的，增加供应至阀门的油压可以包括调节发动机机油润滑系统中的油压以调节供应至滑阀的油压量。在该示例中，在滑阀已经调节至阈值水平之后可以增加供应自发动机机油润滑系统200的油压以向相位器提供额外的油压用于辅助相位器到达期望的位置。作为另一个示例，可以和滑阀调节一致而增加供应自发动机机油润滑系统200的油压以向相位器提供额外的油压用于辅助相位器到达期望的位置。如下文关于图5描述的，油压调节的量可以基于凸轮轴相位器的位置，建模的、实际的及期望的凸轮轴移相速率，相位器温度，油底壳温度，相位器寿命等。在一些示例中，方法400可包括继续监视相位器位置并且继续增加供应至阀门的油压直到达到期望的位置或者直到达到压力阈值。在416处如果没有达到期望的位置并且已经达到油压阈值，那么方法400前进至420以指示凸轮相位器劣化。例如，劣化的指示可发送至车载诊断系统以指示VCT系统劣化。然后在422处油压可减小至上文描述的基准值。执行图4中的方法，可维持减小的油压同时仍然实现VCT控制。在选择的状况下，可以增加油压用于辅助运转并且再返回至基准油压。例如，在标称状况下可以使用相位器滑阀利用减小的油压来进行VCT控制。在凸轮轴相位器劣化或者油底壳温度增加的情况中，可以暂时增加发动机机油润滑系统中的油压以辅助相位器在指定的期限达到期望的位置。图5显示了用于确定可变气门正时系统的压力补偿的量并相应地调节供应至滑阀的油压的示例方法500。在502处，方法500包括确定是否满足用于调节发动机机油润滑系统中的油压的进入条件。进入条件可包括滑阀300调节至阈值、凸轮轴相位器温度高于机油供应温度，凸轮轴相位器的寿命高于阈值、在时间间隔之后凸轮轴相位器没有达到期望的位置等。在504处，方法500包括计算建模的移相速率和实际的移相速率之间的差异。例如，实际的移相速率可以是存储在控制器12的存储部件中先前的移相事件期间凸轮轴的移相速率。可以基于各种发动机运转参数(比如发动机负荷、发动机转速等)计算建模的移相速率。该差异给出预期的移相速率误差，该移相速率误差可用于调节供应至阀门的油压的以补偿该误差。在506处，方法500包括计算建模的移相速率和期望的移相速率之间的差异以获取预测的移相速率误差。期望的移相速率可以是基于发动机工况和VCT系统配置的预定值，例如通过执行器位置/凸轮正时的改变率基于转换(比如校准表)而确定的。该差异给出预测的移相速率误差，该速率误差也可用于调节供应至阀门的油压的以补偿该误差。在508处，方法500包括采用建模的移相速率和实际的移相速率之间的差异以及建模的移相速率和期望的移相速率之间的差异的最大值以考虑上述的在步骤504和506中确定的两个误差。然后供应至阀门的油压的调节可基于该最大值。在510处，方法500包括存储建模的移相速率和实际的移相速率之间的差异以在随后的凸轮轴移相事件期间调节供应至阀门的油压中使用。在一些示例中，可以加权累计的方式存储该误差以备将来使用。在512处，方法500包括基于建模的移相速率和实际的移相速率之间的差异估算凸轮轴相位器的寿命。例如，可米用查值表基于上述确定的误差中的一者或多者来估算凸轮轴相位器的寿命。在后续的移相事件期间估算的凸轮轴相位器的寿命可用于预测供应至相位器的额外的油压的量并相应地调整该量。此外，当指示相位器的劣化状态时估算的凸轮轴的寿命可用于诊断目的。在514处，方法500包括除了其于上述的行为中确定的误差项之外还基于发动机润滑系统中的压力读数将供应至阀门的油压调节一定量。例如，该调节可取决于连接至发动机机油润滑系统的其它机油子系统的机油消耗量以及上文确定的误差项中的一者或其组合。例如，可基于建模的移相速率和实际的移相速率之间的差异与建模的移相速率与期望的移相速率之间的差异的最大值调节油压以考虑上述的在步骤504和506中确定的误差。这样，可增加油压调节以考虑从之前的移相事件获取的误差值和基于当前工况(比如发动机负荷和转速)预测的误差值两者。应理解，本说明书包括的示例控制和估算程序能用于各种发动机和/或车辆系统配置。本说明书描述的具体程序可代表任意数量处理策略中的一者或多者，比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所说明的各个行为、操作或功能可以描述的顺序、并行执行，或在某些情况下有所省略。同样，处理顺序并非实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而提供用于说明和描述的方便。根据使用的特定策略可反复执行一个或多个描述的行为或功能。此外，描述的行为可图表性地代表编码为微处理器指令并存储在发动机控制系统中计算机可读的存储媒介的代码。
应理解，本发明公开的配置和程序实际是示例性的，并且那些具体的实施例不应当认为是限制，因为可预期多种的变型。例如，上述技术可应用到V6、I4、I6、V12、对置4缸、汽油发动机、柴油发动机及其它的发动机类型和燃料类型。本公开的主题包括所有在此公开的多种系统和配置以及其它特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合和
子组合。权利要求特别指出了某些认为是新颖的非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可提及“一个”要素或“第一”要素或其等效。这样的权利要求应该理解为包括一个或多个这样的要素的合并，既不要求也不排除两个或更多这样的要素。公开的特征、功能、要素和/或属性的其它组合和子组合可通过修改当前的权利要求或在本申请或相关申请里通过正式提交的新权利要求来要求保护。这样的权利要求，不管在保护范围上和原始权利要求相比是宽、窄、同样的或不同的，也认为包括在本发明所公开的主题中。
权利要求
1.一种发动机方法，包含: 响应于工况而调节与液压的可变凸轮正时执行器连接的阀门以发起凸轮轴移相并基于凸轮轴相位器位置调节供应至所述阀门的油压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于建模的、实际的和期望的凸轮轴移相速率将供应至所述阀门的油压调节一定量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实际的移相速率是所述凸轮轴在之前的移相事件期间的移相速率。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过采用所述建模的移相速率和实际的移相速率之间的差异以及所述建模的移相速率和期望的移相速率之间的差异的最大值而确定所述一定量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在随后的凸轮轴移相事件期间所述建模的移相速率和实际的移相速率之间的所述差异可用于调节供应至所述阀门的油压。
6.根据权利要求4所述的方法，进一步包含基于所述建模的移相速率和实际的移相速率之间的差异估算凸轮轴相位器的寿命并且基于所述寿命的增加而增加供应至所述阀门的油压。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于凸轮轴相位器位置调节供应至所述阀门的油压包括在预定的时间间隔之后如果没有到达期望的凸轮轴相位器位置则增加供应至所述阀门的所述油压。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包含在调节供应至所述阀门的油压之后在预定的时间间隔没有达到期望的凸轮轴相位器位置则指示凸轮轴相位器劣化。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于所述阀门调节达到阈值而调节供应到所述阀门的所述油压。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包含当凸轮轴相位器温度高于机油供给温度时增加供应至所述阀门的油压。
全文摘要
本发明提供了一种用于修正可变凸轮正时系统的油压的系统和方法。在一种示例方法中，方法包含，响应于工况而调节与液压的可变凸轮轴正时器连接的阀门以发起凸轮轴移相并基于凸轮轴相位器位置调节供应至阀门的油压。如果凸轮轴相位器锁销处于初始位置，方法可进一步包含在预定的时间间隔将供应至阀门的油压减小至阈值量以解锁该锁销但是不移动凸轮轴相位器而在随后增加供应至阀门的油压使凸轮轴相位器移动。
文档编号F01L1/34GK103216289SQ20131001955
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者J·E·罗林格, M·法里德, D·K·比德纳 申请人:福特环球技术公司