凸轮轴位置确定的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开的领域涉及发动机控制和针对此类控制确定凸轮轴位置。
【背景技术】
[0002]发动机控制器控制许多发动机操作参数，诸如空气充气、燃料充气、排气再循环、燃料蒸气回收、点火正时、凸轮轴正时、气门正时等。这些参数被控制以实现期望的发动机功率同时使排放最小化。
[0003]这些参数的控制需要知道凸轮轴位置。通常地，具有一个或更多个缺齿的齿轮被定位在凸轮轴上并且检测经过的齿确定凸轮轴位置。
[0004]装备有可变凸轮正时的车辆中的发动机控制更复杂。凸轮轴由耦接到曲轴的皮带或链条驱动。对于装备有可变凸轮正时的发动机，凸轮轴的正时和相位相对于曲轴变化。电动马达或液压致动器相对于曲轴转动凸轮。
[0005]发明人在此已经认识到以上方法的各种问题。当发动机在发动机启动期间被起动转动时，检测经过的凸轮齿或其它检测方法不会提供准确的凸轮位置测量值，这通常需要检测若干上升沿和下降沿。通常，默认凸轮位置基于最后的已知位置或设计的静止位置而被使用。在装备有电动控制的凸轮正时的发动机中，最后的凸轮位置不会被知晓，因为在关闭发动机之后且在凸轮位置被准确地测量之前的启动期间，凸轮轴位置相对于曲轴被施加到凸轮轴的转矩所干扰。因此，发动机控制器在发动机起动转动期间不可以准确地确定凸轮位置。在未准确地知晓凸轮位置的情况下，燃烧室中的空气充气的任何估计会是错误的并且因此空气/燃料充气会是不准确的，从而可能导致较长的发动机启动和较高的排放。类似的问题可以随其它受控的操作参数而发生。
【发明内容】
[0006]发明人在此已经使用一种方法解决以上问题，在一种示例中，该方法包含如下:在发动机的起动转动期间，通过由马达控制器控制的电动马达驱动发动机的凸轮轴，该马达控制器指示马达位置和凸轮轴的位置；在起动转动期间通过发动机控制器根据指示的凸轮位置确定用于控制发动机的一个或更多个发动机操作参数；并且在起动转动之后，根据耦接到凸轮轴的传感器确定凸轮位置。在起动转动期间，通过根据电动马达控制器指示凸轮位置，在起动转动期间避免上述方法的问题。在发动机起动转动之后，当发动机已启动时，使用用于检测凸轮轴位置的常规机构和方法。因此，实现技术效果。
[0007]在一个典型示例中，马达包含无刷马达并且马达控制器确定通过解码来自耦接到所述马达的轴的三个霍尔效应传感器的信号确定马达位置。进一步地，马达控制器基于根据解码的信号确定的马达位置和期望的位置通过反馈控制将马达转动到期望的位置。
[0008]在另一示例中，该方法包含:在发动机的起动转动期间，通过由马达控制器控制的电动马达驱动发动机的凸轮轴，该马达控制器指示马达的位置和凸轮轴的位置；根据指示的凸轮轴位置和发动机的转速确定通过发动机控制器引入发动机的燃烧室内的空气量；根据空气量确定通过发动机控制器输送到燃烧室的燃料充气以在起动转动期间启动发动机；以及在起动转动之后，根据耦接到凸轮轴的传感器而不是根据马达控制器来确定凸轮位置，用于由发动机控制器使用。以此方式，在发动机起动转动期间，提供凸轮轴位置的准确指示使得发动机操作参数(诸如燃烧室中的空气/燃料充气)被准确地确定，从而导致较短的发动机启动和较少的排放。
[0009]在另一示例中，该方法包含:将发动机的凸轮轴耦接到所述发动机的凸轮轴；相对于所述曲轴，通过由马达控制器控制的电动马达移动所述凸轮轴以改变所述凸轮轴的相位正时并且因此改变由所述凸轮轴致动的发动机气门；在发动机启动模式同时所述发动机正被起动转动期间，所述马达控制器将所述凸轮轴的位置的指示提供到用于控制发动机操作参数的发动机控制器；所述发动机控制器在所述起动转动期间根据所述指示的凸轮轴位置和所述发动机的转速确定引入所述发动机的燃烧室内的空气量；根据所述空气量确定通过所述发动机控制器输送到所述燃烧室的燃料充气以在所述起动转动期间启动所述发动机；当所述发动机转速超过预定转速时，结束所述启动模式并且停止所述起动转动；以及在所述启动模式的所述结束时，所述发动机控制器根据耦接到所述凸轮轴的传感器而不是根据所述马达控制器来确定凸轮位置，以控制所述发动机的操作参数。
[0010]在另一示例中，所述电动马达包含无刷电动马达并且所述凸轮轴位置的所述指示通过解码耦接到所述电动马达的轴的三个位置传感器被提供。
[0011]在另一示例中，所述电动马达包含步进马达并且所述凸轮轴位置的所述指示通过在不同的相位产生三个信号的所述马达控制器被提供以将步进马达开环转动到期望的位置。
[0012]在另一示例中，根据所述马达控制器的所述指示的凸轮轴位置与耦接到所述燃烧室的进气门的打开的正时和持续时间相关。
[0013]在另一示例中，根据所述进气门正时和持续时间，所述引入的空气量由所述发动机控制器确定。
[0014]在另一示例中，所述马达控制器进一步提供所述马达的位置的指示。
[0015]在另一示例中，所述马达控制器致使所述电动马达转动到期望的马达位置，其中所述发动机控制器向所述马达控制器提供对应于期望的凸轮轴位置的所述期望的马达位置，其中所述期望的马达位置仅在所述启动模式之后被提供。
[0016]在另一示例中，所述发动机控制器在所述启动模式之后部分基于从所述凸轮传感器提供的所述凸轮位置确定引入所述燃烧室内的空气量并且对应的燃料充气。
[0017]当单独或与结合附图时，本描述的上述优点和其它优点和特征根据下面的具体实施例将是显而易见的。
[0018]应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍概念，这些概念将在具体实施例中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0019]图1示出包括凸轮轴的涡轮增压发动机的框图；
[0020]图2图示说明相对于图1的两个曲轴确定凸轮轴的方向的示例；
[0021]图3示出图示说明用于控制图1的发动机的方法的流程图；
[0022]图4示出图示说明用于控制无刷马达的方法的流程图；
[0023]图5示出图示说明根据图3的方法操作的图1的发动机的一部分示例性驱动循环期间的操作参数的图形。
【具体实施方式】
[0024]内燃发动机可以基于多个操作参数而被控制，所述多个操作参数包括但不限于空气充气、燃料充气、排气再循环、燃料蒸气回收、点火正时、凸轮轴正时、气门正时等。具体地，为了确定喷射到汽缸内的合适燃料量，所引入汽缸内的空气量也可以被确定。对于经由凸轮轴致动的进气(和/或排气)门的发动机，当确定引入的空气时需要凸轮轴的位置。然而，凸轮轴的位置在发动机操作的某些阶段下会是未知的，例如在启动期间。特别地，随着凸轮轴经历旋转，被配置为检测经过的齿的传感器不能记录准确的读数直到发动机已达到足够高的转速或已旋转足够数目的转数。因此，相对不准确的最后的已知凸轮轴位置可以被使用，这可能显著地不同于实际凸轮轴位置，这可能导致延长的发动机起动转动和增加的排放。对于装备有可变凸轮正时(VCT)的发动机，该问题可以会被加重。
[0025]用于基于由电动马达控制器指示的位置确定凸轮轴位置的各种方法被提供。在一种示例中，该方法包含:在发动机的起动转动期间，通过由马达控制器控制的电动马达驱动发动机的凸轮轴，该马达控制器指示马达位置和凸轮轴的位置；在起动转动期间，根据指示的凸轮位置由发动机控制器确定用于控制发动机的一个或更多个操作参数；并且在起动转动之后，根据耦接到凸轮轴的传感器确定凸轮位置。图1示出包括凸轮轴的涡轮增压发动机的框图；图2图示说明相对于图1的两个曲轴确定凸轮轴的方向的示例；图3示出图示说明用于控制图1的发动机的方法的流程图；图4示出图示说明用于控制无刷马达的方法的流程图。图1的发动机也包括被配置为实