专利名称：延展凸轮位置测量的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明属于凸轮位置测量领域。本发明尤其属于延展凸轮位置测量和在可变凸轮定时(VCT，variable cam timing)系统中使用增强闭环控制的位置处的校准。
背景技术：
本申请要求被公布在临时申请号为60/562,446、在2004年4月15日提交的题为“METHOD AND APPARATUS FOR EXTENDED CAM POSITONMEASUREMENT(延展凸轮位置测量的方法和仪器)”中的一项发明。由此要求该项美国临时申请的35 USC§119(e)规定下的权益，并且因此上述申请在此被引入作为参考。
VCT系统以使用反馈回路来控制相位关系而知名。
在此被引入作为参考的美国公开专利申请No.2003-0230264 A1公开了一种用于补偿内燃机的可变凸轮定时的方法。该方法包括a)提供一个周期性曲柄脉冲信号；b)提供一个周期性凸轮脉冲信号；c)确定一个段，其中内燃机速度引起Z相位值的不稳定变化；d)将此段划分子段；e)计算子段内多个点的Z相位值。
在此被引入作为参考的美国专利No.5,289,805公开了一个凸轮轴(26)，该凸轮轴(26)有一个固定到其一端的随其可非振荡地旋转的叶片(60)。凸轮轴(26)也带有一个能随凸轮轴(26)转动但是也随凸轮轴(26)可振荡的链轮(32)。叶片(60)有对向瓣轮(60a，60b)，它们分别被容纳在链轮(32)的对向凹槽(32a，32b)中。该凹槽比瓣轮(60a，60b)有更大的圆周范围，以允许叶片(60)和链轮(32)彼此相对地振荡，因此允许凸轮轴(26)改变相对于曲柄轴的相位，该曲柄轴相对于链轮(32)的相位依靠在其间延展的链传动(38)被固定。
凸轮位置(aka相位)测量(正如因此在从被引入作为参考的美国专利No.5,289,805中所规定的那样)被隐含地限定到曲柄上的连续齿和凸轮脉冲轮之间的相位角。因此，一个“可移动的”凸轮脉冲可以与两个“固定”曲柄齿相比较以确定凸轮脉冲相对于曲柄脉冲的相位。然而，如果可移动的凸轮脉冲移动到两个曲柄脉冲脉冲的边界的外面，则这将不再成立。任举一例，曲柄齿轮上有4个齿，而凸轮齿轮上有8个齿，限定在90度相位测量。计算机程序产品意图允许两端的工作裕度，因此进一步减小所限定的90度相位测量。换言之，一旦校准，其中对于在90度观察窗中的计时中变化的凸轮脉冲，有效范围就被进一步减小到80度，而在每一端有5度的安全量。实际上，相位测量发生在5度到85度。该补偿是由于计算机程序产品的引入。
5度安全量确保了由于相位测量中的一些误差、和计时链伸展，负相位读数不会发生。在校准过程中，凸轮轴被移到完全提前点火位置，相位加上5度的偏移量被记录并存储为可变的Z-相位。所有的相位测量减去Z-相位测量以补偿安装在每个凸轮轴之间的脉冲齿轮和相对于曲柄的差别。曲柄脉冲上的90度间距是测量超出90度的相位的限制因素。计算机程序产品可以接受1交叉位置，在该交叉位置处凸轮脉冲滑出曲柄脉冲之间的观察窗，因为这在Z-相位测量中被补偿。然而，没有提供在超出90度的测量中发生的第二个交叉。
发明内容
本发明提供一种在任何已知位置测量和校准延展凸轮位置的系统和方法。
通过提供至少一组存储装置、诸如控制器中的寄存器，以存储关于偏移量的新信息而不丢失旧信息，本发明提出了一个解决前述问题的系统与方法。
本发明提供了一种提供解决方案的方法，其中该思想是使用多组寄存器以存储计时器信息，并使用标识在这些寄存器之间切换，该标识将显示哪个寄存器刚刚被更新。
本发明提供了当移相器移动超过90度以及用作计算相位的基准的曲柄齿定时值被重写时，解决现有技术VCT系统不精确记录问题的仪器和方法。
因此，确定一个含有至少两个彼此相对运动的旋转轴的系统中的相位偏移量的方法包括提供一个与第一旋转轴相联系的第一设备，其中该第一设备用于产生第一组脉冲；提供一个与第二旋转轴相联系的第二设备，其中该第二设备用于产生第二组脉冲；提供一个方案，其中第一组脉冲中至少两个脉冲的第一组连续脉冲对应第二组脉冲中至少两个脉冲的第二组连续脉冲；提供两组寄存器，其具有与第一旋转轴相联系的第一组寄存器和与第二旋转轴相联系的第二组寄存器，第一组寄存器包括至少两个寄存器，并且第二组寄存器也包括至少两个寄存器；提供至少一个标识以指示或指向用于存储与连续脉冲相关的数值的特定寄存器；提供一个用于控制该标识和数值之存储的控制器；确定该组寄存器中的一个寄存器应存储数据；并且使标识指向该寄存器，因此，涉及相位的信息将不会丢失或者通过使用单一类型信息的单组寄存器而被重写。
因此，提供了一种用于确定相位偏移量的系统，含有至少两个彼此相对运动的旋转轴。该系统包括与第一旋转轴相联系的第一设备，其中该第一设备用于产生第一组脉冲；与第二个旋转轴相联系的第二设备，其中该第二设备用于产生第二组脉冲；一个方案，其中第一组脉冲中的至少两个脉冲的第一组连续脉冲对应第二组脉冲中的至少两个脉冲的第二组连续脉冲；两组寄存器，其具有与第一旋转轴相联系的第一组寄存器和与第二旋转轴相联系的第二组寄存器，第一组寄存器包括至少两个寄存器，并且第二组寄存器也包括至少两个寄存器；其中至少一个标识被用于指示或指向存储与连续脉冲相关的数值的特定寄存器；基于标识的指针，确定该组寄存器中的哪个寄存器存储数据，因而通过使用单一类型信息的单组寄存器，与相位相关的信息将不会丢失或者被重写；以及一个控制该标识与数值的存储、和第一、第二组脉冲的控制器。
图1示出一个现有技术的反馈回路。
图2详细示出了图1的一部分。
图3a示出了完全提前点火位置的移相器。
图3b示出了自完全提前点火位置40度的移相器。
图3c示出了自完全提前点火位置85度的移相器。
图3d示出了自完全提前点火位置100度的移相器。
图3e示出了自完全提前点火位置140度的移相器。
图3f示出了自完全提前点火位置175度的移相器。
图4示出了可以精确得到的180度范围的示例。
图5示出了完全提前点火位置校准的第一个方案图表。
图6示出了本发明校准的第二个方案。
图7示出了本发明校准的第三个方案。
图8是本发明的流程图。
图9a示出了本发明的第一脉冲齿轮。
图9b示出了本发明的第二脉冲齿轮。
具体实施例方式 为了理解本发明的优选实施例，本部分包括本发明的描述，该说明包含本发明的优选实施例。值得注意的是，该实施例仅仅描述本发明。本发明的权利要求部分规定了法律授予的产权范围。
参见图1，示出了现有技术的反馈回路10。反馈回路10的控制目的是让柱形阀置零位。换言之，该目的是不让液体在移相器的两个液体容纳室(未示出)之间流动，以致VCT机构在给定点12所给出的相位角处，且线圈14固定在其零位置。这样，VCT机构处于正确的相位位置并且相位变化率为零。采用动态VCT机构的控制计算机程序产品被用来完成上述情形。
通过测量凸轮轴相移θ016并且将其与期望的给定点12相比较获得VCT闭环控制机构。VCT机构轮流被调整以使移相器获得一个由给定点12所确定的位置。控制规则18将给定点12与相移θ016相比较。比较的结果用作参考以便向螺线管20发出指令来定位线圈14。当相位误差(给定点12和相移20之间的差)为非零时，对线圈14进行定位。
如果相位误差为负(延迟)，线圈14移向第一方向(例如右边)，并且如果相位误差为正(提前)，则移向第二方向(例如左边)。值得注意的是，当前的相位测量方案中延迟给出一个较大数值，而超前产生一个小数值。当相位误差为零时，VCT相位等于给定点12，因此线圈14固定在零位以使柱形阀中没有液体流动。
凸轮轴和曲柄轴脉冲轮22和24分别产生VCT系统中的凸轮轴和曲柄轴测量脉冲。随着曲柄轴(未示出)和凸轮轴(未示出)旋转，轮22和24也随他们旋转。轮22、24具有按照传感器产生的测量脉冲能被传感器感应并测量的齿。测量脉冲分别被凸轮轴和曲柄轴测量脉冲传感器22a和24a探测。所感应的脉冲被相位测量设备26使用。然后确定测量相位差。凸轮轴和曲柄轴之间的相位被定义为连续的曲柄到凸轮脉冲的时间，除旋转一整周的时间并乘以360度。被测相位可以表达为θ016。然后该相位被提供给控制规则18以达到期望的线圈位置。
美国专利No.5,184,578中描述了闭环10的控制规则18，因此该专利在此被引入作为参考。图2示出了控制规则的简单描述。在块30中，被测相位26最初受制于控制规则18，其中发生一个比例-积分(PI)过程。PI过程是两个子过程之和。第一个子过程包括放大；而第二个子过程包括积分。在块32中，被测相位进一步进行相位补偿，在那里控制信号在被发出去驱动制动器之前被调整以增加总控制系统的稳定性，在当前情况下，为可变力螺线管。
在曲柄轮上有4个齿、每周有4个曲柄脉冲的例子中，被限定在两齿间的90度间距内测量相位。一种解决该问题的方法是采用只有3个齿的脉冲轮，那将给我们120度的观察窗。另一方法是采用具有2个齿的脉冲轮，则为180度的观察窗。然而，这些决定或设置的问题在于，通常不能在要求的间隔内得到一个更新的相位测量值。在较低的发动机转速情况下尤其成问题。因此，为了以较快速率给控制系统提供的相位更新，确定了大多数情况下要求有更高的更新速率。
目前，我们捕捉曲柄定时值，并利用前一曲柄定时值计算脉冲之间的时间，然后存储当前的曲柄定时值。也捕捉(高达4个凸轮的)凸轮定时值并存储它。这些操作都发生在计算机程序产品中的计时器中断服务程序当中。在主控制环中，我们参考这些存储值，并做相位计算。下表示出了当前参数，该参数存储在寄存器中，并在计算机程序产品中用于相位测量。目前有4个凸轮，但凸轮的数目可变，并且用CamXT0表示。
NeTimeStamp曲柄的最新定时值无符号整数(2个字节)NePeriod脉冲之间的NeTimeStamp-NeTimeStamp(旧的)无符号整数(2个字节) 时间CamlTimeLag凸轮1的最新定时值无符号整数(2个字节)CamXTimeLag凸轮X的最新定时值无符号整数(2个字节) 利用上述布置，问题在于当相位移动超过曲柄齿数目确定的观察窗时，在本例中为90度，凸轮齿的事件(event)进一步远离曲柄的事件。由于两者之间的固定关系，在我们有时间收到凸轮事件之前我们收到第二个曲柄事件。因此，我们的例子中，在远离曲柄95度的位置处的移相器，被测相位将是5度，因为计算基于刚被重写的曲柄事件。
看下列图示，图3a、3b、3c、3d、3e和3f。曲柄脉冲用n2和n4表示，其中，n代表分别关于不同所示图的正整数4-9。注意，用n2+1或n2-1表示某些曲柄脉冲，这取决于他们各自沿着时间轴的顺序。类似地，凸轮脉冲用n2c和n4c表示，其中，n代表分别关于不同所示图的正整数4-9。注意，用n2c+1或n2c-1表示某些曲柄脉冲，这取决于他们各自沿着时间轴的顺序。正如所见到的那样，图3a-f所示的曲柄和凸轮脉冲希望显示出不同图示位置中的校准偏移量。参见图3a示出完全提前点火位置40的移相器。注意到，曲柄脉冲事件42和44与5度的校准偏移量46一致，但按照控制器被测相位是零度。对应曲柄脉冲事件的凸轮事件是42c和44c。此外x轴表示时间。
参见图3b，示出了自完全提前点火位置50起40度处的移相器。注意，曲柄脉冲事件52和54与约40度处的校准偏移量56一致，但按照控制器的被测相位为零度。与曲柄脉冲事件对应的凸轮事件是52c和54c。此外x轴表示时间。
参见图3c，示出了自完全提前点火位置60起85度处的移相器。注意，曲柄脉冲事件62和64与约85度处的校准偏移量66一致，但按照控制器的被测相位为零度。与曲柄脉冲事件对应的凸轮事件是62c和64c。此外x轴表示时间。
参见图3d，示出了自完全提前点火位置70起100度处的移相器。注意，曲柄脉冲事件72和74与100度处的校准偏移量76一致，但按照控制器的被测相位为零度。与曲柄脉冲事件对应的凸轮事件是72c和74c。此外x轴表示时间。正如所见到的那样，凸轮脉冲事件稍微超出范围。
参见图3e，示出了自完全提前点火位置80起140度处的移相器。注意，曲柄脉冲事件82和84与约140度处的校准偏移量86一致，但按照控制器的被测相位为零度。与曲柄脉冲事件对应的凸轮事件是82c和84c。此外x轴表示时间。正如所见到的那样，凸轮脉冲事件更多地超出范围。
参见图3f，示出了自完全提前点火位置90起175度处的相位器。注意，曲柄脉冲事件92和94与约175度处的校准偏移量96一致，但按照控制器的被测相位为零度。与曲柄脉冲事件对应的凸轮事件是92c和94c。此外x轴表示时间。正如所见到的那样，凸轮脉冲事件已超出范围。
如前面所示，当偏移量增加到超出预定范围的值时，由于错误的信息被存储在存储器或任何合适的存储设备中，现有技术系统不能够精确地处理信息。本发明提出了通过提供至少一组存储装置来解决该问题的系统和方法，该组存储装置为诸如控制器中不丢失旧信息而存储关于偏移量的新信息的寄存器。
下面通过提供解决方案来展示本发明，其中该思想是采用多组寄存器来存储计时器信息，并使用标识在这些寄存器之间切换。这些标识将指示哪个寄存器刚被更新，相应地，哪个寄存器包含用作相位计算的最新信息。
正如所见，定时值包括曲柄脉冲和凸轮脉冲定时值。当收到曲柄的定时值时，曲柄标识被询问指示新数值将存在哪个寄存器中。换言之，曲柄标识指示新数值将被存在哪里。一旦数值被保存，标识(曲柄标识)被设定到下一位置，以便下一时刻我们收到定时值，它将被保存在一个交替的寄存器中。
当主控制环需要计算相位，并且由于相位的原因更新它的当前存储值时，提供了一种核对凸轮寄存器标识以确定哪个寄存器包含最新数值的方法。为了做相位计算，最新凸轮数值与相应的曲柄数值一起轮流被使用。
正如所见到的那样，本发明提供了一种仪器和方法以解决当移相器移动超过90度以及用作计算相位参考的曲柄齿定时值被重写时现有技术VCT系统的不精确记录的问题。该新数值使所计算的相位测量比实际值小90度。通过参考多个寄存器，尽管经过了90度，凸轮将参考同一曲柄事件计时，即使在凸轮事件到达之前新的曲柄事件出现。换句话说，同一凸轮事件将总是参考同一曲柄事件，不考虑发生在相移之间的其他事件。需注意两曲柄时间之间的差代表90度，但将两个值加在一起将导致任意数值或无意义的数。
参见图4，举例，其中在现有技术中180度范围可以取代仅仅90度被精确地得到。换句话说，通过使用一个4齿曲柄轮和一个8齿凸轮齿轮，希望得到约180度的相位测量。对于4齿曲柄轮，每90度将收到一个曲柄事件。通过使用2组冗余的寄存器，能得到超出90度、直至180度的测量值。使用该方案的优点是，仍然能保持接收每90曲柄度的相位测量结果的更新。寄存器(Reg)n2用于存储与第一个曲柄脉冲事件相关的信息。寄存器n4用于存储与第二个曲柄脉冲事件相关的信息。在现有技术VCT系统中，凸轮脉冲n2需要做相位计算的曲柄事件被重写，但在本发明中它被保存在独立的寄存器、即寄存器n4中而凸轮脉冲n2可能的值仍然被用作为存储在曲柄寄存器n2中的值。
含两个以上寄存器的寄存器组用于存储与凸轮事件相关的信息。含两个以上寄存器的该组寄存器是寄存器n2c和寄存器n4c-1。
每组寄存器能够每180度提供代表相位测量结果的数量或数值，但用两组寄存器，他们交替使用以便每90度总有一个是可用的。
作为例子，我们检验适于用2组寄存器来实现计算机程序产品的方法，并且在曲柄和凸轮之间分别为4/8齿关系。这将给我们直至180度的测量结果。实际上我们在波段的每端插入5度的安全量，因此我们实际上仅有170度。也需注意，本发明考虑适于实现有不同数目寄存器的计算机程序产品，或具有不同数目的齿的脉冲轮的仪器和方法，以在特定的系统配置上得到所需的相位测量范围。这一概念也适合于在任何合适的任意2轴系统中测量其中一轴相对于另一轴的相对位置。
下面是本配置所需的寄存器 NeTimeStamp_A寄存器A，曲柄的最新定时值无符号整数(2个字节) NePeriod_A寄存器A，NeT0_A-NeT0_A_old，脉冲之间的时间(time btn.pulses)无符号整数(2个字节)NeTimeStamp_B寄存器B，曲柄的最新定时值无符号整数(2个字节)NePeriod_B寄存器B，NeT0_B-NeT0_B_old，脉冲之间的时间无符号整数(2个字节)NeFlag寄存器切换标识，0＝A，1＝B无符号字符(1个字节)LE_TimeLag_A寄存器A，时间偏移量值，LE凸轮无符号整数(2个字节)LE_TimeLag_B寄存器B，时间偏移量值，LE凸轮无符号整数(2个字节)LE_Flag寄存器切换标识，0＝A，1＝B无符号字符(1个字节)…… … 用左侧排气(Left ExhaustLE)凸轮作为例子，尽管更多的凸轮能被增加(根据需要)，接下来是同LE凸轮相同的逻辑运算。
该应用值得注意的是，每个寄存器存满之后，设置标识位以指示其他寄存器准备写入。因而，当我们进入中断程序时，被标识指示的寄存器将是立即被写入的正确的寄存器。
以下是曲柄中断程序 If((NeFlag & 0x01)＝＝0) NePeriod_A＝TC_crank-NeTimeStamp_A； //TC_crank系统定时器 //寄存器，NeT0_A中仍具有旧数值。<!-- SIPO <DP n="9"> --><dp n="d9"/> NeTimeStamp_A＝TC_crank； //现在更新定时值 NeFlag＝NeFlag|0x01； //将标识设置为指示其它寄存器 else NePeriod_B＝TC_crank-NeTimeStamp_B； //TC_crank系统定时器 //寄存器，NeT0_B中仍具有旧数值。 NeTimeStamp_B＝TC_crank； //现在更新定时值 NeFlag＝NeFlag &(～0x01)； //清除标识来指示其它寄存器 End if 下面是LE凸轮中断程序 If((LE_Flag & 0x01)＝＝0) LE_TimeLag_A＝TC_LE_cam-NeT0_A； //TC_LE_cam是系统定时寄存器 //记录来自曲柄事件的时间差 LE_Flag＝LE_Flag|0x01； //将标识设置为指示其它寄存器 else LE_TimeLag_B＝TC_LE_cam-NeT0_B； //TC_LE_cam是系统定时寄存器 //记录来自曲柄事件的时间差<!-- SIPO <DP n="10"> --><dp n="d10"/> LE_Flag＝LE_Flag &(～0x01)； //清除标识来指示其它寄存器 End if 以下是(在主控制环内部的)LE相位计算 If((LE_Flag & 0x01)＝＝0) //calc_phase使用A数值来计算相位 LE_Phase＝calc_phase(LE_TimeLag A，NePeriod_A，LE_Zphase)； else //calc_phase使用B数值来计算相位 LE_Phase＝calc_phase(LE_TimeLag_B，NePeriod_B，LE_Zphase)； End if 本发明考虑了在任何已知位置处的两轴系统的校准。在此引入作为参考的美国专利No.5,289,805讲授了一个自我校准的凸轮轴计时系统，其中可以使用本发明的校准。本发明可适用于延展相位测量的概念。VCT系统校准使用被测相位来确定校准值。需注意的重要事情是，可以从移相器行程范围中的任何已知位置中完成校准。起初规定移相器必须在完全提前点火位置。
参见图5，示出了完全提前点火位置处的校准。在本例中，由于安装脉冲轮，在完全提前位置处，实际被测相位p5为25度。计算校准值为 zphase＝phase_reading(A or B)-zphase_offset，其中，phase_reading为实际相位(25度)，而zphase_offset为常量(5度)。
此外，通过知道距离完全提前点火位置的度数，可以在任何已知位置处校准。例如，在具有60度行程的移相器中，在完全延迟位置处能够据已记录校准值进行校准，将减去60度，并提供在该位置处的正确校准。参见图6，通过例子，由于安装脉冲轮，在中点位置处，实际被测相位为45度。计算校准值为 zphase＝phase_reading(A or B)-zphase_offset-known_shift，其中，phase_reading为实际相位(85度)，zphase_offset为常量(5度)，而known_shift为从完全延迟到完全提前位置的已知相位差(60度)。在本例中，完全延迟点火位置处的移相器位于自完全提前点火位置起60度，在那里实际相位为85度。
另一例子是，如果我们让中点位置固定在移相器上，该移相器在离完全提前点火位置25度处锁定设备。执行校准，然后从校准值中减去2 5度以得到正确校准结果。参见图7，通过例子，由于安装脉冲轮，在中点位置处，实际被测相位为45度。计算校准值为 zphase＝phase_reading(A or B)-zphase_offset-known_shift，其中，phase_reading为实际相位(45度)，zphase_offset为常量(5度)，而known_shift为从中点位置到完全提前点火位置的已知相位差(25度)。在本例中，中点位置处的移相器位于自完全提前点火位置25度。在那里实际相位P7为45度。
参见图8，示出了本发明的流程图100。流程图100适用于2个寄存器的系统。正如上面所讨论的那样，多于2个寄存器可以被使用。确定102标识是否指向寄存器A。如果标识正指向寄存器A，则通过系统定时值减去储存在寄存器A中的现有值得到第一个差104。因此，得到第一个被更新的定时值106。标识轮流被设置108，以指向除寄存器A之外的寄存器、例如寄存器B或者系统中任何其他寄存器。
类似地，如果标识不指向寄存器A，则通过系统定时值减去已经储存在除寄存器A以外的寄存器(如寄存器B)中的现有值得到第二个差110。因此，得到第二个被更新的定时值112。标识轮流被设置114，以指向除寄存器B之外的寄存器、例如寄存器A或者系统中任何其他寄存器。
参见图9a，描述了适合实施本发明的第一个脉冲轮120。该轮有8个齿，并且可以因下标缘故拥有一个额外齿+1，因为控制器可以确定在哪个点所产生的脉冲是与旋转有关的。例如，轮120可以被安装在内燃机的至少一个凸轮轴上。
参见图9b，描述了适合实施本发明的第二个脉冲轮130。该轮有4个齿。轮120可以被安装在内燃机的凸轮轴上。
本发明的实施例以计算机系统中使用的程序产品来实现。程序产品中的程序确定了可以包含在各种各样的信号承载介质上的该实施例的功能。说明性的信号承载介质包括、但不限于(i)永久存储在可编程设备，如PROM、EPPOM等上的信息；(ii)永久存储在非可写的存储介质(例如计算机中的只读存储器设备、诸如可通过CD-ROM驱动器读取的CD-ROM磁盘)上的信息；(iii)存储在可写入存储介质(例如，磁盘驱动器或硬盘驱动器中的软盘)上的可更改信息；(iv)通过通讯介质(诸如通过计算机或电话网络、包括无线通信或者汽车的控制器)传送给计算机的信息，。一些实施例特别包括从因特网或其他网络下载的信息。如此的信号承载介质，当传送指示本发明功能的计算机可读指令时，代表了本发明的实施例。
通常，用以实现本发明的实施例而执行的程序，不管作为操作系统的一部分或特定应用、组件、程序、模块、目标、还是指令序列，在此都可以称为“程序”。典型的计算机程序由许多指令组成，这些指令经本地计算机被译成机器可读的格式及因此可执行的指令。程序也由或者局部驻留到程序或者在存储器或存储设备上发现的变量和数据结构组成。此外，下文中描述的各种程序可以根据本发明特定的实施例所实现的应用来辨别。然而，接下来的任何特定程序术语仅为了便利而使用，因而本发明不限于仅在被某术语暗指和/或表示的任何特定应用中使用。
接下来是与本发明相关的术语和概念。
值得注意的是，上面提到的液压油或液体为启动液。启动液是在叶片移相器中移动叶片的液体。典型地，启动液包括机油，但是可为单独的液压油。本发明的VCT系统可以是一个凸轮转矩执行(CAT)VCT系统，其中VCT系统利用开关发动机阀的力造成的凸轮轴转矩反向来移动叶片。CTA系统中的控制阀允许液体从提前腔室流向延迟腔室，允许叶片移动，或在适当位置锁住叶片以阻止流动。CTA移相器也可以输入油以弥补泄漏造成的损失，但不使用机油压力来移动相位器。叶片是启动液体动作的安装在腔室中的径向元件。叶片移相器是一种通过叶片在腔室中移动来启动的移相器。
每个发动机可能有一个或多个凸轮轴。凸轮轴通过皮带、链条、齿轮或另一凸轮轴来驱动。在凸轮轴上可以存在瓣轮以推动阀门。在多凸轮轴发动机中，大多数情况下有一个轴用于排气阀，一个轴用于进气阀。“V”型发动机通常有两个凸轮轴(每边一个)或四个(每边都有进气和出气)。
腔室被定义为叶片在其中旋转的空间。腔室可分为提前腔室(使阀门相对于曲柄轴抢先打开)和延迟腔室(使阀门相对于曲柄轴滞后打开)。止回阀被定义为允许液体单向流动的阀门。闭合回路被定义为响应另一个控制系统而改变某一特征，然后检验所作改变是否正确并调整动作以得到期望结果的一种控制系统(例如，响应来自ECU的指令，移动阀门改变移相器位置，然后检验实际移相器位置并再次移动阀门到正确位置)。控制阀是一种控制流向移相器的液体的流动的阀门。控制阀可以存在于CTA系统的移相器中。控制阀可以被油压或螺线管启动。曲柄轴由活塞提供力并驱动变速器和凸轮轴。柱形阀定义为线轴式的控制阀。典型地，线轴绕在孔中，连接一个通道到另一个通道。大多情况下，线圈常常位于移相器转子的中心轴上。
压差控制系统(DPCS)是一种利用线圈每一端上的启动液压来移动柱形阀的系统，线圈的一端比另一端大，在该端上的液体(通常由油压上的脉冲宽度调节(PWM)阀)被控制，全部供给压力被提供给线圈的另一端(因此有压差)。阀控单元(VCU)是一种控制VCT系统的控制电路。典型地，VCU响应来自ECU的命令动作。
从动轴是任何受力轴(在VCT中，常为凸轮轴)。主动轴是任何施力轴(在VCT中，常为曲柄轴，但可能来自另一凸轮轴驱动某凸轮轴)。ECU是发动机控制单元，它是汽车的计算机。机油是用来润滑发动机的油，通过控制阀利用压力启动移相器。
壳体被定义为具有腔室的移相器的外部。壳体的外部有滑轮(用于定时带)、链轮齿(用于定时链)或齿轮(用于定时齿轮)。液压油是液压缸中使用的特种油，类似于制动液或动力操舵液。液压油不一定与机油相同。典型地，本发明使用“启动液”。在适当的位置布置锁销以锁住移相器。通常当油压太低而不能固定移相器时使用锁销，如发动机发动或停机期间。
油压启动(OPA)VCT系统使用传统移相器，其中发动机油压施加到叶片的一边或另一边以移动叶片。
开环应用在控制系统中，该系统响应指令改变某一特征(响应来自ECU的指令移动阀门)，而不反馈来确认该动作。
相位定义为凸轮轴和曲柄轴(或凸轮轴和另一凸轮轴，如果移相器被另一凸轮驱动)的相对角位置。移相器定义为安装到凸轮的完整部分。典型的移相器由转子、壳体以及可能地话柱形阀和止回阀构成。活塞移相器是被内燃机气缸中的活塞启动的移相器。转子是移相器的内部部分，该移相器被固定到凸轮轴上。
脉冲宽度调制(PWM)通过改变电流的开/关脉冲的定时或液压来提供变化的力或压力。螺线管是一种利用线圈中流过的电流来移动机械臂的电气致动器。可变力螺线管(VFS)是一种通常通过电源电流的PWM来改变致动力的螺线管。VFS与开/关(所有或没有)螺线管相反。
链轮齿是与诸如发动机定时链的链条一起使用的部件。定时被定义为活塞到达规定位置的时间(通常指上止点(TDC))和其他情况发生的时间之间的关系。例如，在VCT或VVT系统中，定时通常涉及阀门何时打开或关闭。点火定时涉及火花塞何时打火。
扭转助推器(TA)或扭转助推移相器是OPA移相器的变型，它在到每个腔室的供油线中增加了一个止回阀(即单止回阀实施例)或者到每个腔室的补给线中增加一个止回阀(即双止回阀实施例)。由于扭矩反转止回阀阻止油压脉冲流回供油系统，并由于扭矩反转阻止叶片后退。在TA系统中，由于向前扭矩作用允许叶片运动；因此术语“扭转助推器”被使用。叶片运动的曲线图是阶跃函数。
VCT系统包括移相器、控制阀、阀控传动机构和控制电路。可变凸轮定时(VCT)是一个过程，而不是物体，它指控制和/或改变一个或多个驱动发动机进气和/或排气阀的凸轮轴之间的角关系(相位)。该角关系也包括凸轮和曲柄轴之间的相位关系，其中曲柄轴被连接到活塞上。
可变阀门定时(VVT)是改变阀门定时的过程。VVT可能与VCT相联系，或者通过改变凸轮的形状、凸轮瓣轮与凸轮的关系、或阀动器到凸轮或阀门的关系，或者通过个别地使用电致动器或液压致动器控制阀门本身来获得。换言之，所有的VCT都是VVT，但不是所有的VVT都是VCT。
因此，需要明白在此描述的本发明的实施例仅仅例证了本发明原理的应用。这里参考详细图解的实施例不是限制权利要求的范围，该权利要求本身记载了那些被视为是本发明的实质的特点。
权利要求
1.用于在具有至少两个彼此相关移动的旋转轴的系统中测量相位偏移量的方法，该方法包括
提供与第一旋转轴相联系的第一设备，其中该第一设备用于产生第一组脉冲；
提供与第二旋转轴相联系的第二设备，其中该第二设备用于产生第二组脉冲；
提供一种方案，其中第一组脉冲的至少两个脉冲的第一组连续脉冲对应第二组脉冲的至少两个脉冲的第二组连续脉冲；
提供两组寄存器，其具有与第一旋转轴相联系的第一组寄存器和与第二旋转轴相联系的第二组寄存器，该第一组寄存器包含至少两个寄存器，该第二组寄存器包含至少两个寄存器；
提供至少一个标识以指示或指向用于存储与连续脉冲相关的数值的特定的寄存器；
提供一个控制器以控制该标识和数值的存储；
确定该组寄存器中的一个寄存器存储数据；并且
使该标识指向该寄存器，因此通过使用用于单型信息的单组寄存器，使得与相位相关的信息将不会丢失或重写。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一旋转轴是内燃机的曲柄轴。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第二旋转轴是内燃机的凸轮轴。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二设备分别是安装在第一和第二轴上的脉冲轮。
5.如权利要求4所述的方法，其中第一轴上的脉冲轮有多个齿。
6.如权利要求5所述的方法，其中第二轴上的脉冲轮有多个齿。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述系统为VCT系统。
8.一种用于确定相位偏移量的系统，具有至少两个彼此相关移动的旋转轴，其包括
与第一旋转轴相联系的第一设备，其中该第一设备用于产生第一组脉冲；
与第二旋转轴相联系的第二设备，其中该第二设备用于产生第二组脉冲；
一种方案，其中第一组脉冲的至少两个脉冲的第一组连续脉冲对应第二组脉冲的至少两个脉冲的第二组连续脉冲；
两组寄存器，其具有与第一旋转轴相联系的第一组寄存器和与第二旋转轴相联系的第二组寄存器，该第一组寄存器包含至少两个寄存器，该第二组寄存器包含至少两个寄存器，其中至少一个标识被用于指示或指向用于存储与连续脉冲相关的数值的特定的寄存器，根据该标识的指针确定该组寄存器中的哪一个寄存器存储数据，因此通过使用用于单型信息的单组寄存器，使得与相位相关的信息将不会丢失或重写；和
一个控制该标识和数值的存储以及第一和第二组脉冲的控制器。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一旋转轴是内燃机的曲柄轴。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述第二旋转轴是内燃机的凸轮轴。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述第一和第二设备分别是安装在所述第一和第二轴上的脉冲轮。
12.如权利要求11所述的方法，其中第一轴上的脉冲轮有多个齿。
13.如权利要求12所述的方法，其中第二轴上的脉冲轮有多个齿。
14.如权利要求8所述的方法，其中所述系统为VCT系统。
全文摘要
提出了一种用于在含有至少两个彼此相关移动的旋转轴的系统中确定相位偏移量的系统和方法，其包括一种方案，其中两组寄存器具有与第一旋转轴相联系的第一组寄存器和与第二旋转轴相联系的第二组寄存器，提供至少一个用于指示或指向一个特定寄存器的标识，该特定寄存器用于存储与连续脉冲有关的数值；提供一个控制器用于控制该标识和数值的存储；确定该组寄存器中的一个寄存器存储数据，并且使标识指向该寄存器，因此，与相位有关的信息将不会由于使用单型信息的单组寄存器而丢失或者重写。
文档编号F02D13/02GK1683756SQ200510065739
公开日2005年10月19日 申请日期2005年4月14日 优先权日2004年4月15日
发明者T·麦卡布, E·埃克达尔 申请人:博格华纳公司