专利名称：用于发动机的适应性移相器控制保持占空比系统的制作方法
技术领域：
凸轮轴致动内燃机的气门。在双顶置凸轮轴配置中，发 动机包括用于每组气缸的排气凸轮轴和进气凸轮轴。凸轮轴的旋转致 动发动机的进气和排气门。气门事件的正时可以影响空气流、截留的 残余物、和火花提前敏感性，这可以在燃料消耗和污染物排放方面改 进发动机效率。基于凸轮轴移相器的控制系统通常包括控制阀和移相
器。控制阀用于根据指令位置信号调节液压流体到移相器的传送。液 压流体流控制移相器内叶片的移动和从而控制凸轮轴和/或曲轴之间的 相对定位。 一旦凸轮移相器处于指令位置，到致动器两侧的流体流被 平衡，从而将凸轮轴移相器锁定在固定位置。该控制阀位置称为控制 保持位置。
转子132的位置由凸轮轴位置传感器36^r测，且定位成 接近转子132以感测转子运动。凸轮轴位置信号76反馈给主控制模块 40。通过执行周期性控制操作，主控制模块40产生凸轮轴位置指令信 号180以确定致动子系统72中的液压滞后。计算位置指令信号180和 凸轮轴位置信号76之间的差且提供给位置控制模块70。位置控制模块 70连接到增益电路74和PWM驱动器电路163。 PWM驱动器电路163 基于位置控制信号U产生PWM信号163。 位置控制模块70以受控方式调节位置控制信号U,以克 服液压滞后，从而提供没有振动、过冲和/或响应延迟的转子132的响 应性位置控制。位置控制信号U和凸轮轴位置指令信号180可以例如 作为包含发动机参数的预定函数产生，发动机参数如发动机速度、载 荷和进气压力。PWM信号163用凸轮轴和曲轴之间的适当定相产生。 作为示例，在预定瞬态响应时间期间PWM信号变化量和得到的凸轮轴 位置信号76变化之间的比较可用于产生瞬态响应传递函数。作为另一 示例，位置误差信号的减小速率可表示系统的响应性。 CHDC模块202接收一个或更多的状态参数信号。在所 示实施例中，CHDC模块接收表示能源电压的电压信号212和油温度 信号213。电压信号212可以代表由与移相器相关的控制阀的螺旋管所 接收的电压。油温度信号由温度传感器45产生。CHDC模块202基于 状态参数信号确定CHDC值。在一个实施例中，CHDC模块202包括 存储器214，如易失性或非易失性存储器。存储器204存储将所接收的 状态参数信号关联到CHDC值的查询表216。查询表216可在车辆制 造期间初始产生和存储，或者在车辆操作期间产生。查询表216在车 辆操作期间更新。与具体操作事件有关的更新的数据可存储在查询表 216中且在其它操作事件期间使用。[0042第一比较器204确定凸轮轴相对于曲轴(如曲轴142 )的 角位置。第一比较器204接收当前凸轮轴位置信号218,当前凸轮轴位 置信号218来自于凸轮轴传感器或控制模块，如凸轮轴传感器36和控 制模块40。第一比较器204也类似地接收由曲轴传感器或由控制模块 产生的曲轴位置信号220。 第二比较器206接收相对凸轮轴角位置222和指令凸轮 轴角位置224。指令凸轮轴角位置224由控制模块(如控制模块40) 产生，且基于各种发动机状态和对发动机14的需求。指令凸轮轴角位 置224可以例如基于发动机14的需求功率输出、排放控制、燃料经济 性等产生。第二比较器206从指令凸轮轴角位置224减去当前凸轮轴 角位置222，以产生凸轮轴角位置误差信号226。在步骤302,停车状态检测器(如停车状态检测器60) 确定移相器是否处于初始停车状态。当移相器命令为初始停车状态时， 控制过程返回到步骤300，否则控制过程前进到步骤306。上述步骤可以连续地重复。上述步骤意在示意性示例； 所述步骤可以按顺序、同步地、同时地、在重叠的时间周期期间或以 取决于应用的不同次序执行。在此所披露的实施例提供适应性凸轮轴移相器控制系
间经过而磨损引起的变化而调节。 现在本领域中技术人员能够从前述说明理解到，本4皮露 的广泛教示可以以多种形式实施。因此，尽管本披露包括特定的示例， 由于当研究附图
、说明书和以下权利要求书时，其他修改对于技术人 员来说是显而易见的，所以本披露的真实范围并不如此限制。
权利要求
1. 一种用于发动机的凸轮轴移相器控制系统，包括凸轮轴位置传感器，所述凸轮轴位置传感器基于凸轮轴位置产生当前凸轮轴位置信号；第一比较器，所述第一比较器基于所述当前凸轮轴位置信号和曲轴位置产生凸轮轴位置信号；第二比较器，所述第二比较器基于所述相对凸轮轴位置信号和指令凸轮轴位置信号产生误差信号；和控制模块，所述控制模块基于发动机状态参数确定凸轮轴移相器的当前控制保持占空比(CHDC)；基于所述误差信号产生校正信号；基于所述校正信号调节所述当前CHDC以产生指令占空比信号；和基于所述指令占空比信号产生另一CHDC。
2. 根据权利要求l所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于还包 括停车状态检测器，所述停车状态检测器产生停车信号，其中，所述控制模块基于所述停车信号产生所述当前CHDC。
3. 根据权利要求l所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于，在 所述误差信号小于第一阈值时，所述控制模块产生所述当前CHDC。
4. 根据权利要求l所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于，在 所述凸轮轴相对于所述曲轴的速度的变化小于第二阈值时，所述控制 模块产生所述当前CHDC。
5. 根据权利要求l所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于，所 述当前CHDC基于发动机的油温度产生。
6. 根据权利要求l所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于，所 述当前CHDC基于发动机的能源电压产生。
7. 根据权利要求l所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于，所 述校正信号包括积分增益值。
8. —种用于发动机的适应性凸轮轴移相器控制系统，包括 存储控制保持占空比(CHDC)值的存储器；凸轮轴位置传感器，所述凸轮轴位置传感器基于凸轮轴位置产生当 前凸轮轴位置信号；第一比较器，所述第一比较器基于所述当前凸轮轴位置信号和曲轴位置产生相对凸轮轴位置信号；第二比较器，所述第二比较器基于所述相对凸轮轴位置信号和指令 凸轮轴位置信号产生误差信号；以及控制模块，所述控制模块基于发动机状态参数确定凸轮轴移相器 的CHDC值；基于所述误差信号产生校正信号；基于所述校正信号调节 所述CHDC值以产生指令占空比信号；和将所述指令占空比信号存储在 所述存储器中。
9. 根据权利要求8所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于，所 述控制模块访问所述存储器，以获得所述指令占空比信号，基于所述 指令占空比信号产生新的CHDC。
10. 根据权利要求8所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于， 所述存储器从易失性存储器和非易失性存储器中的至少 一种选择。
11. 根据权利要求8所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于还 包括停车状态检测器，所述停车状态检测器产生停车信号，其中，所述控制模块基于所述停车信号产生所述当前CHDC。
12. 根据权利要求8所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于， 在所述误差信号小于第一阈值时，所述控制模块产生所述当前CHDC。
13. 根据权利要求8所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于， 在所述凸轮轴相对于所述曲轴的速度的变化小于第二阈值时，所述控 制模块产生所述当前CHDC。
14. 根据权利要求8所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于， 所述当前C H D C基于发动机的油温度产生。
15. 根据权利要求8所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于， 所述当前CHDC基于发动机的能源电压产生。
16. 根据权利要求8所述的凸轮轴移相器控制系统，其特征在于， 所述校正信号包括积分增益值。
17. —种操作凸轮轴移相器控制系统的方法，包括基于发动机状态参数确定凸轮轴移相器的控制保持占空比 (CHDC);产生指令凸轮轴位置信号；确定相对于曲轴的当前凸轮轴位置；基于所述指令凸轮轴位置信号和所述当前凸轮轴位置产生误差信号；基于所述误差信号产生校正信号；基于所述校正信号调节所述CHDC以产生指令占空比信号；和 将所述指令占空比信号存储在存储器中。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述CHDC基于发 动^/L油温度和能源电压确定。
19. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于还包括 访问所述存储器以获得所述指令占空比信号； 基于所述指令占空比信号产生新的CHDC;和 基于另一校正信号调节所述新的CHDC，以产生更新的占空比信
20. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于还包括 产生表示车辆是否处于停车的停车信号；和 基于所述停车信号产生所述新的CHDC。
全文摘要
本发明提供一种用于发动机的适应性移相器控制保持占空比系统。用于发动机的凸轮轴移相器控制系统包括凸轮轴位置传感器，所述凸轮轴位置传感器基于凸轮轴位置产生当前凸轮轴位置信号。第一比较器基于所述当前凸轮轴位置信号和曲轴位置产生凸轮轴位置信号。第二比较器基于所述相对凸轮轴位置信号和指令凸轮轴位置信号产生误差信号。控制模块基于发动机状态参数确定凸轮轴移相器的当前控制保持占空比(CHDC)。所述控制模块也基于所述误差信号产生校正信号，且基于所述校正信号调节当前CHDC以产生指令占空比信号，并基于所述指令占空比信号产生另一CHDC。
文档编号F01L1/34GK101451449SQ20081017802
公开日2009年6月10日 申请日期2008年12月8日 优先权日2007年12月7日
发明者G·J·约克, J·W·科特格, K·J·辛皮斯基, L·M·姆拉德诺维克 申请人:通用汽车环球科技运作公司