专利名称：电动凸轮相位器控制系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于发动机的控制系统和方法，且更具体地涉及电动凸轮相位器控制系统和方法。
背景技术：
本文提供的背景说明是为了总体上介绍本发明背景的目的。当前署名发明人的一部分工作在背景技术部分中被描述，这部分内容以及在提交申请时该描述中不另构成现有技术的方面，既不明确也不暗示地被承认是破坏本发明的现有技木。车辆通常包括内燃发动机，该内燃发动机在气缸内燃烧空气/燃料混合物以产生驱动扭矩。发动机能够包括活塞，该活塞在气缸内往复运动并且被联接到曲轴。活塞驱动曲轴旋转。发动机还可包括气门机件，该气门机件控制进出气缸的空气流。气门机件可以包括ー个或多个凸轮轴，所述凸轮轴选择性地打开和关闭气缸的进气门和排气门。 凸轮轴随曲轴一起旋转并且控制进气门和排气门相对于曲轴位置的打开和关闭的正吋。气门机件还可包括与曲轴和ー个或多个凸轮轴联接的一个或多个凸轮相位器。凸轮相位器能够调节凸轮轴相对于曲轴位置的旋转位置。
发明内容
一种用于发动机的系统，包括马达驱动器模块、目标相位角模块和相关性控制模块。所述马达驱动器模块基于由曲轴位置和凸轮轴位置限定的目标角度来控制凸轮轴相位器的电动马达。所述目标相位角模块在減速燃料切断(DFCO)事件之前选择性地将所述目标角设置为第一相位角，并且在DFCO事件期间选择性地将所述目标角转变为预定相位角。所述相关性控制模块在DFCO事件期间选择性地将所述曲轴位置的值与预定曲轴位置范围比较。ー种方法，包括基于由曲轴位置和凸轮轴位置限定的目标角来控制凸轮轴相位器的电动马达；在減速燃料切断(DFCO)事件之前选择性地将所述目标角设置为第一相位角；在DFCO事件期间选择性地将所述目标角转变为预定相位角；以及在DFCO事件期间选择性地将所述曲轴位置的值与预定曲轴位置范围比较。本发明还包括以下方案
I. 一种用于发动机的系统，所述系统包括
马达驱动器模块，所述马达驱动器模块基于由曲轴位置和凸轮轴位置限定的目标角来控制凸轮轴相位器的电动马达；
目标相位角模块，所述目标相位角模块在減速燃料切断DFCO事件之前选择性地将所述目标角设置为第一相位角，并且在所述DFCO事件期间选择性地使所述目标角转变为预定相位角；以及
相关性控制模块，所述相关性控制模块在所述DFCO事件期间选择性地将所述曲轴位置的值与预定的曲轴位置范围比较。
2.根据方案I所述的系统，还包括DFCO模块，当发动机速度大于第一预定速度、车辆速度大于第二预定速度、并且加速器踏板位置小于预定位置时，所述DFCO模块选择性地启动所述DFCO事件并且禁止向所述发动机的燃料供应。3.根据方案I所述的系统，还包括
气门升程致动器模块，所述气门升程致动器模块基于目标升程值来控制所述发动机的至少ー个气门的升程；以及
目标升程模块，所述目标升程模块在所述DFCO事件之前选择性地将所述目标升程值设置为第一升程值，并且在所述DFCO事件期间使所述目标升程值转变为预定升程值。4.根据方案I所述的系统，其中，所述目标相位角模块包括速率限制器模块，所述速率限制器模块以预定速率使所述目标角向所述预定相位角转变。
5.根据方案I所述的系统，其中，所述相关性控制模块在所述曲轴位置的值位于所述预定的曲轴位置范围之外时点亮指示器灯。6.根据方案I所述的系统，其中，所述相关性控制模块在所述曲轴位置的值位于所述预定的曲轴位置范围之外时设置预定代码。7.根据方案I所述的系统，其中，所述凸轮轴是进气凸轮轴和排气凸轮轴中的一个。8.根据方案I所述的系统，其中，当所述曲轴位置的值位于所述预定的曲轴位置范围之外时，所述相关性控制模块在所述DFCO事件结束之后将所述目标角保持在所述预定相位角，并且再启用燃料供应。9.根据方案I所述的系统，其中，当所述曲轴位置的值处于所述预定的曲轴位置范围内时，所述目标相位角模块选择性地使所述目标角从所述预定相位角转变为所述第一相位角。10.根据方案9所述的系统，其中，所述目标相位角模块在所述DFCO事件结束之前选择性地使所述目标角从所述预定相位角转变为所述第一相位角。11. ー种方法，所述方法包括
基于由曲轴位置和凸轮轴位置限定的目标角来控制凸轮轴相位器的电动马达；
在減速燃料切断DFCO事件之前选择性地将所述目标角设置为第一相位角；
在所述DFCO事件期间选择性地使所述目标角转变为预定相位角；以及
在所述DFCO事件期间选择性地将所述曲轴位置的值与预定的曲轴位置范围比较。12.根据方案11所述的方法，还包括当发动机速度大于第一预定速度、车辆速度大于第二预定速度、并且加速器踏板位置小于预定位置时，选择性地启动所述DFCO事件并且禁止向所述发动机的燃料供应。13.根据方案11所述的方法，还包括
基于目标升程值来控制发动机的至少ー个气门的升程；
在所述DFCO事件之前选择性地将所述目标升程值设置为第一升程值；以及 在所述DFCO事件期间将所述目标升程值转变为预定升程值。14.根据方案11所述的方法，还包括以预定速率使所述目标角向所述预定相位角转变。15.根据方案11所述的方法，还包括在所述曲轴位置的值位于所述预定的曲轴位置范围之外时点亮指示器灯。16.根据方案11所述的方法，还包括在所述曲轴位置的值位于所述预定的曲轴位置范围之外时设置预定代码。17.根据方案11所述的方法，其中，所述凸轮轴是进气凸轮轴和排气凸轮轴中的ー个。18.根据方案11所述的方法，还包括当所述曲轴位置的值位于所述预定的曲轴位置范围之外时，在所述DFCO事件结束之后将所述目标角保持在所述预定相位角，并且再启用燃料供应。19.根据方案11所述的方法，还包括当所述曲轴位置的值处于所述预定的曲轴位置范围内时，选择性地使所述目标角从所述预定相位角转变为所述第一相位角。
20.根据方案19所述的方法，还包括在所述DFCO事件结束之前，选择性地使所述目标角从所述预定相位角转变为所述第一相位角。本发明更多的应用领域从下文提供的详细说明将显而易见。应当理解的是，详细说明和具体示例仅g在用于例示目的，并且不g在限制本发明的范围。
本发明通过详细说明和附图将被更完整地理解，在附图中
图I是根据本发明的示例性车辆系统的功能框 图2是根据本发明的示例性发动机系统的功能框 图3是根据本发明的示例性气门控制系统的功能框图；以及 图4是根据本发明的描述了用于控制气门的打开和关闭的示例性方法的流程图。
具体实施例方式以下说明本质上仅为示例性的，且绝不旨在限制本发明、它的应用或使用。为了清楚起见，在附图中使用相同的附图标记标识类似的元件。如在此所使用的，短语“A、B和C的至少ー个”应当理解为意指使用了非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解的是，方法内的步骤可以以不同顺序执行，而不改变本发明的原理。如本文所使用的，术语“模块”指的是下述各项、或者是下述各项的一部分、或者包括下述各项专用集成电路(ASIC)、电子电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)、执行代码的(共享的、专用的或组)处理器、提供了所述功能的其他合适部件，或者上述各项中的ー些或全部的组合(例如，在片上系统中)。术语“模块”能够包括存储由处理器执行的代码的(共享、专用或组)存储器。如上文使用的，术语“代码”可以包括软件、固件和/或微代码，并且能够指代程序、例程、函数、类和/或对象。如上文使用的，术语“共享的”意味着来自多个模块的ー些或全部代码能够利用单个(共享的)处理器来执行。此外，来自多个模块的ー些或全部代码能够由单个(共享的)处理器存储。如上文使用的，术语“组”意味着来自单个模块的ー些或全部代码能够利用一组处理器来执行。此外，来自单个模块的ー些或全部代码能够利用一组存储器来存储。本文所描述的设备和方法能够通过由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序来实施。计算机程序包括处理器可执行的指令，所述指令被存储在非暂时性有形计算机可读介质上。计算机程序还可包括被存储的数据。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储器和光存储器。凸轮相位器通常利用被加压的油来液压致动，所述被加压的油例如借助由发动机驱动的油泵来加压。加压油在一些情形中(例如，当发动机未运行时)可能并不可用。在加压油不可用时，偏置构件(例如，一个或多个弹簧)能够将凸轮相位器偏置成靠着机械端部止挡件并且处于默认位置(例如，完全延迟或完全提前位置)中。因此，当发动机起动时，液压致动的凸轮相位器将停在默认位置中。在发动机起动之后，液压致动的凸轮相位器可以保持在默认位置中，直到有足够的油压可用于将凸轮相位器的位置调节到期望位置时为止。然而，电致动的凸轮相位器不依赖于加压油的可用性来进行致动。类似于液压凸轮相位器，电动凸轮相位器在发动机关停之后能够停在默认位置处，并且留在那里直到发动机起动时。不同于液压凸轮相位器的是，电动凸轮相位器可以停在并且留在除了默认位置之外的位置处，直到发动机起动时为止。
发动机控制模块监测曲轴的位置以及凸轮轴的位置。发动机控制模块采样当凸轮轴位置达到预定位置时的曲轴位置。发动机控制模块相应地将采样的曲轴位置与预定的曲轴位置范围进行比较，所述预定的曲轴位置范围与预定的凸轮轴位置相关。当曲轴和凸轮轴被正确地安装并且凸轮轴和曲轴位置传感器是精确的时，这些曲轴位置应当相应地落入所述预定范围内。发动机控制模块能够将这些曲轴位置相应地与预定范围进行比较。当ー个或多个曲轴位置未处于预定范围内时，发动机控制模块能够相应地采取一个或多个补救措施(例如，设置诊断故障码或DTC、触发故障指示器灯，等等)。在具有液压凸轮相位器的发动机系统中，发动机控制ネ旲块能够在发动机起动之后的预定时段内确定曲轴位置与预定范围是否相关。在发动机起动之后的预定时段期间，液压凸轮相位器处于默认位置中。然而，在具有电动凸轮相位器的发动机系统中，凸轮相位器在发动机起动时可能处于不同的位置中。例如，该不同的位置可以被设置，以便当发动机起动时优化发动机操作。本发明的发动机控制模块在执行減速燃料切断(DFCO)事件时确定曲轴位置与预定范围是否相关。例如，当车辆速度和发动机速度大于预定速度(其大于零)并且减速度大于预定减速度吋，能够启动DFCO事件。现參考图1，其示出了示例性车辆系统100的功能框图。车辆系统100包括由动カ系控制模块104控制的动カ系102。动カ系102产生用于驱动车辆的一个或多个车轮106的驱动扭矩。动カ系102包括发动机系统110、变速器112以及传动系114。发动机系统110产生驱动扭矩，该驱动扭矩经由变速器112和传动系114被传递到车轮106。本发明不局限于具体类型的变速器或传动系。仅作为示例，变速器112能够是自动变速器、手动变速器、手自一体变速器、或其他合适类型的变速器。动カ系控制模块104基于各种驾驶员输入、车辆运行状况和其他车辆系统信号来控制动力系102的操作。驾驶员输入能够通过驾驶员接ロ模块120接收，驾驶员接ロ模块120响应于驾驶员输入来产生驾驶员信号。驾驶员接ロ模块120可以包括点火开关或按钮122，该点火开关或按钮能够由驾驶员操纵以起动车辆和关停车辆。点火开关122可以具有多个位置，例如OFF位置、ON位置和CRANK位置。点火开关122能够输出表示了点火开关位置的点火信号124。驾驶员接ロ模块120还可以包括例如能够由驾驶员操纵的加速器踏板(未示出)和制动踏板(未示出)。加速器踏板位置信号和制动踏板位置信号分别能够基于加速器踏板和制动踏板的位置被产生。驾驶员接ロ模块120还能够包括巡航控制系统(未示出)。各种车辆运行状况和參数由传感器測量和/或如在下文更详细地讨论的那样被确定。车辆系统信号包括驾驶员信号以及由车辆系统100的各个部件产生的其他信号130。现參考图2，其示出了发动机系统110的示例性实施方式的功能框图。一般来说，发动机系统110包括内燃发动机(ICE) 202，发动机控制模块(ECM) 204基于各种驾驶员输入、发动机运行状况和其他车辆系统信号来控制该ICE。ICE 202通过燃烧空气/燃料混合物来产生驱动扭矩，并且能够是数种类型的内 燃发动机中的ー种。仅作为示例，ICE 202能够是火花点火(SI)发动机或压缩点火(Cl)发动机。ICE 202在发动机的气缸210内燃烧空气/燃料混合物。为了简明起见，ICE 202被示出为单缸发动机，但是ICE 202能够包括不止ー个气缸。活塞212在气缸210内在上止点(TDC)位置与下止点(BDC)位置之间往复运动。空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞212，并且活塞212驱动曲轴214旋转。ICE 202包括进气系统216、燃料系统218、点火系统220、气门机件222以及排气系统224。进气系统216控制进入到ICE 202中的空气流。进气系统216可以包括节气门226，该节气门控制进入到进气歧管228中的空气流。节气门226能够包括具有可旋转叶片的蝶形阀或其他合适类型的节气门。空气从进气歧管228被抽吸到气缸210中。燃料系统218将燃料供应到ICE 202，并且能够包括盛装燃料的燃料箱组件(未示出)以及控制所供应的燃料量的ー个或多个燃料喷射器。在各种实施方式(例如，中心点喷射和多点喷射的实施方式)中，ー个或多个燃料喷射器能够将燃料喷射到位于气缸210上游的进气系统216中。在直接喷射的实施方式中，ー个或多个燃料喷射器能够将燃料直接喷射到气缸210中。仅用于示例的目的，示出了单个燃料喷射器230，该燃料喷射器将燃料喷射到位于气缸210上游的进气系统216中。点火系统220能够以由延伸到气缸210中的火花塞232供应的火花的形式来供应能量，以便引起在气缸210内的燃烧。在另选的实施方式(例如，Cl发动机实施方式)中，能够省除火花塞232。气门机件222包括由至少ー个凸轮轴致动的至少ー个进气门和ー个排气门。气门机件222能够具有数种构造中的ー种，例如顶置凸轮轴构造或整体式凸轮轴构造。仅作为示例，所示的气门机件222具有顶置凸轮轴构造，其包括分别由进气凸轮轴238和排气凸轮轴240致动的进气门234和排气门236。在打开位置中，进气门234允许空气和燃料经由进气系统216进入到气缸210中。在关闭位置中，进气门234相对于进气系统216关闭气缸210。在打开位置中，排气门236允许燃烧气体离开气缸210进入到排气系统224。在关闭位置中，排气门236相对于排气系统224关闭气缸210。在各个实施方式中，可以为ICE 202的每个气缸设置多个进气门和/排气门。进气凸轮轴238和排气凸轮轴240被联接到曲轴214并且随曲轴214 —起旋转。进气凸轮轴238和排气凸轮轴240可以经由链或带被联接到曲轴214。以这种方式，进气凸轮轴238和排气凸轮轴240的旋转与曲轴214的旋转同步。进气凸轮轴238控制进气门234的打开和关闭(B卩，进气门的正时)。进气凸轮轴238包括与进气门234相关的凸轮凸角(未示出)。该凸轮凸角接合进气门234，以控制进气门234的打开和关闭。在各个实施方式中，进气凸轮轴238能够包括附加凸轮凸角(未示出)，该附加凸轮凸角与进气门234相关并且具有不同的轮廓。这些凸轮凸角中的一个能够在给定时间接合进气门234。接合进气门234的低升程凸角和高升程凸角中的ー个控制进气门234打开的量(例如，距离)，也就是说，进气门升程。仅作为示例，进气门234在低升程凸角接合进气门234时能够打开至第一量，并且进气门在高升程凸角接合进气门234时能够打开至第二量。第二量大于第一量。能够使用其他类型的可变气门升程系统。气门升程致动器模块242能够控制可变气门升程系统。更具体地，气门升程致动器模块242控制进气门升程。仅作为示例，气门升程致动器模块242能够在低升程操作和高升程操作之间控制进气门升程。进气门234能够在高升程操作期间打开至最大量，并且在低升程操作期间打开至最小量。气门升程致动器模块242还能够将进气门升程控制到在·高升程操作和低升程操作之间的ー个或多个附加进气门升程状态。排气凸轮轴240控制排气门236的打开和关闭。排气凸轮轴240也包括凸轮凸角(未不出)。该凸轮凸角接合排气门236以控制排气门236的打开和关闭。当第一和第二凸轮轴238、240旋转时，进气和排气凸轮轴238和240的凸角使进气门234和排气门236分别在打开和关闭位置之间移位。气门机件222还包括凸轮相位器系统，该凸轮相位器系统通过控制曲轴214与进气和排气凸轮轴238和240之间的相位角来选择性地调节进气门和/或排气门的正吋。所示的凸轮相位器系统包括进气相位器250、排气相位器252以及马达驱动器模块254。进气相位器250通过相对于曲轴214的位置选择性地调节进气凸轮轴238的位置来控制进气门的正吋。相对于曲轴214位置的进气凸轮轴238的旋转位置能够被称为进气相位角。进气相位器250包括齿轮系256、电动马达258和位置传感器260。齿轮系256包括与从动齿轮(未示出)具有啮合布置的驱动齿轮(未示出)。驱动齿轮被联接到曲轴214，并且从动齿轮被联接到进气凸轮轴238。在各种布置中，ー个或多个中间齿轮能够被插设在驱动齿轮和从动齿轮之间。机械止挡件(未示出)能够构建在齿轮系256内。电动马达258驱动地联接到齿轮系256。电动马达258沿第一旋转方向的旋转使得进气相位角提前(即，使得进气凸轮轴位置相对于曲轴位置提前)。电动马达258沿第二(相反)的旋转方向的旋转使得进气相位角延迟。机械止挡件能够防止下述情况，即电动马达258提前或延迟进气凸轮轴238，从而使得进气相位角可能超过完全提前的角度或完全延迟的角度。由此，机械止挡件建立了所谓的定相范围或定相权限。齿轮系256和电动马达258能够一起工作以保持进气相位角。位置传感器260感测电动马达258的旋转位置，并且输出表示了所感测的旋转位置的信号。排气相位器252能够通过相对于曲轴位置选择性地调节排气凸轮轴240的位置来控制排气门的正时。相对于曲轴214位置的排气凸轮轴240的位置能够被称为排气相位角。排气相位器252在结构和功能上可以类似于进气相位器250。排气相位器252包括与上述齿轮系256、电动马达258、以及位置传感器260大致类似的齿轮系262、电动马达264、以及位置传感器266。马达驱动器模块254基于各种输入经由电动马达258和264来控制进气相位角和排气相位角。这些输入包括接收自ECM 204的各种控制值，包括期望进气相位角282和期望排气相位角284。马达驱动器模块254分别经由电动马达258和264来调节进气相位角和排气相位角，以实现期望进气相位角282和期望排气相位角284。马达驱动器模块254能够确定进气和排气相位角的当前值，以确定如何操作电动马达258和264来实现期望进气相位角282和期望排气相位角284。在各个实施方式中，马达驱动器模块254可以集成在ECM 204 内。曲轴位置传感器268能够感测曲轴214的旋转位置，并且基于所感测的曲轴旋转位置来产生曲轴位置信号(CPS) 270。仅作为示例，CPS能够包括脉冲序列，其中当随曲轴214旋转的第一带齿轮子的齿经过曲轴位置传感器268时，曲轴位置传感器268产生脉冲序列中的脉冲。ECM 204能够通过对CPS 270中的脉冲计数来确定曲轴位置271。曲轴位置271能够与曲轴214的当前位置对应。
凸轮轴位置传感器272和274能够分别感测进气和排气凸轮轴238和240的旋转位置。凸轮轴位置传感器272和274分别输出表示了感测到的进气和排气凸轮轴旋转位置的凸轮轴位置信号276和278。马达驱动器模块254能够通过对凸轮轴位置信号276中的脉冲计数来确定进气凸轮轴位置279。马达驱动器模块254能够通过对凸轮轴位置信号278中的脉冲计数来确定排气凸轮轴位置281。进气和排气凸轮轴位置279和281能够对应于进气和排气凸轮轴238和240的当前位置。马达驱动器模块254能够分别基于曲轴位置271以及进气和排气凸轮轴位置279和281来确定进气相位角和排气相位角的当前值。当进行调节时，马达驱动器模块254能够另外或另选地基于位置传感器260和266的输出来控制电动马达258和264的操作。因此，进气和排气相位器250和252能够被调节，以在合适时间实现期望进气相位角282和期望排气相位角284。ECM 204控制ICE 202的操作以及发动机扭矩输出。ECM 204能够通过控制各种发动机运行參数来控制发动机扭矩输出，所述发动机运行參数包括空气质量流率(MAF)、空气/燃料混合物、火花正时、气门正时、气门升程、以及ー个或多个合适的发动机运行參数。仅作为示例，ECM 204能够包括气门控制模块280，所述气门控制模块280产生期望进气相位角282、期望排气相位角284以及期望气门升程286。马达驱动器模块254能够分别基于期望进气相位角282和期望排气相位角284来控制电动马达258和264。气门升程致动器模块242能够基于期望气门升程286来控制进气门升程。ECM 204还能够包括减速燃料切断(DFCO)模块290，该模块控制DFCO事件的性能。在DFCO事件期间，禁止向ICE 202的燃料供应。能够执行禁止向ICE 202的燃料供应，以便例如增加燃料经济性。当在DFCO事件期间禁止燃料供应时，ICE 202继续泵送空气通过ICE 202。将空气抽吸到ICE 202中、压缩ICE 202的气缸内的空气、以及将空气从ICE 202驱出能够在曲轴214上施加制动(B卩，负向)扭矩。换句话说，在DFCO事件期间，发生归因于发动机泵送的扭矩损失(即，泵送损失)。DFCO模块290能够产生用于DFCO事件的DFCO信号292。仅作为示例，DFCO模块290能够在ー个或多个DFCO启用条件被满足时将DFCO信号292设置为有效状态以启动DFCO事件，并且将DFCO信号292保持处于有效状态直到满足ー个或多个DFCO禁止条件为止。DFCO模块290能够在ー个或多个DFCO禁止条件被满足时将DFCO信号292转变为无效状态，并且结束该DFCO事件。气门控制模块280能够接收DFCO信号292。当DFCO事件被启动时，气门控制模块280将期望进气相位角282转变为预定相位角，例如完全提前角度、完全延迟角度或其他合适的相位角。虽然本发明的原理还能够适用于排气凸轮轴240，但是仅为了讨论目的，本发明将结合进气凸轮轴238和期望进气相位角282来描述。当期望进气相位角282处于预定相位角或者转变为预定相位角吋，气门控制模块280在进气凸轮轴位置279达到预定位置时采样曲轴位置271。气门控制模块280基于对曲轴位置271的采样是否相应地处于预定曲轴位置范围内来诊断是否存在故障。故障的存在可能归因于例如曲轴214和/或进气凸轮轴238被不正确地安装在ICE 202内、曲轴位置传感器268和/或进气凸轮轴位置传感器260的不精确性、和/或与确定期望进气相位 角相关的ー个或多个其他的源。ECM 204基于该确定选择性地点亮指示器296 (例如，故障指示器灯或MIL)、产生信号(例如，诊断故障码)、禁止ー个或多个其他特征或故障诊断、和/或采取ー个或多个其他补救措施。现參考图3，其示出了气门控制系统300的示例性实施方式的功能框图。曲轴位置确定模块304能够从曲轴位置传感器268接收CPS 270。曲轴位置确定模块304能够基于CPS 270中的脉冲来确定曲轴位置271。第一选择模块308能够接收预定相位角312和指令相位角316。预定相位角312和指令相位角316能够被用于设置期望进气相位角282。预定相位角312是曲轴位置271和进气凸轮轴位置279之间的角度预定值。预定相位角312能够被标定并存储在存储器(未示出)中。预定相位角312能够对应于完全提前角度、完全延迟角度、或在完全提前角度和完全延迟角度之间的其他合适角度。位置指令模块320能够确定并输出指令相位角316。仅作为示例，位置指令模块320能够基于驾驶员输入318来确定指令相位角316,所述驾驶员输入例如是加速器踏板位置、制动踏板位置和/或巡航控制输入。位置指令模块320能够另外或另选地基于ー个或多个其他合适的输入来确定指令相位角316。第一选择模块308将预定相位角312和指令相位角316中的一个作为选定相位角324输出。第一选择模块308基于选择信号328来选择将预定相位角312和指令相位角316中的哪ー个作为选定相位角324输出。仅作为示例，当选择信号328处于第一状态时，第一选择模块308能够将预定相位角312作为选定相位角324输出。当选择信号328处于第二状态时，第一选择模块308能够将指令相位角316作为选定相位角324输出。相关性控制模块332能够产生选择信号328。当DFCO信号292处于有效状态吋，相关性控制模块332能够将选择信号328选择性地设置成第一状态。当DFCO信号292处于无效状态时，相关性控制模块332能够将选择信号328设置成第二状态。由此，在DFCO事件期间，第一选择模块308能够将预定相位角312作为选定相位角324输出。在不发生DFCO事件时，第一选择模块308能够将指令相位角316作为选定相位角324输出。速率限制器模块336能够接收选定相位角324，并且基于选定相位角324来输出期望进气相位角282。仅作为示例，速率限制器模块336能够将期望进气相位角282以高达预定速率的速率朝向选定相位角324调节。仅作为示例，该预定速率能够是大约每秒50度的曲轴角度(CAD)或其他合适速率。在各个实施方式中，能够省除速率限制器模块336。在这种实施方式中，第一选择模块308能够将预定相位角312和指令相位角316中选定的一个作为期望进气相位角282输出。在其他实施方式中，还能够省除第一选择模块308。在这种实施方式中，位置指令模块320能够响应于选择信号328从第二状态转变为第一状态从而将指令相位角316以预定速率朝向预定相位角312调节或者将指令相位角316设置成等于预定相位角312。目标相位角模块340能够包括位置指令模块320、第一选择模块308、和/或速率限制器模块336。
再次參考相关性控制模块332，当完成了对曲轴位置271和进气凸轮轴位置279 之间的相关性事件的执行时，相关性控制模块332还能够将选择信号328选择性地设置成第二状态。响应于DFCO信号292从无效状态转变为有效状态，相关性控制模块332能够启动相关性事件的执行。当ECM 204的非易失性存储器(NVM)已经被重置或再擦写(re-flashed)时，相关性控制模块332能够另外或另选地启动相关性事件的执行。相关性控制模块332能够基于进气凸轮轴位置279和曲轴位置271来执行相关性事件。在发动机循环期间，相关性控制模块332能够相应地基于在进气凸轮轴位置279达到预定位置时采集的曲轴位置271的值来执行相关性事件。在各种发动机系统中，ー个发动机循环可以指的是发动机的每个气缸都经历一次完整发动机循环。仅作为示例，ー个发动机循环可以指的是曲轴214的720度旋转(B卩，2周的曲轴回转)。由此，一个发动机循环还可以指的是进气凸轮轴238的720度旋转(B卩，2周的凸轮轴旋转)。预定进气凸轮轴位置可以例如是大约每隔180度的凸轮轴旋转，如经过凸轮轴位置传感器272的具有预定齿廓的齿所指示的那样。为了相关性事件，预定的曲轴位置范围与每个预定的进气凸轮轴位置相关联。仅作为示例，17度至37度的预定的曲轴位置范围(即，27度+/-10度)能够与10度的预定进气凸轮轴位置相关联。在相关性事件期间，相关性控制模块332相应地获得进气凸轮轴位置279到达预定进气凸轮轴位置时的曲轴位置271的值。相关性控制模块332将曲轴位置271的这些值与预定的曲轴位置范围比较，所述预定的曲轴位置范围分别与预定的进气凸轮轴位置相关联。相关性控制模块332能够基于曲轴位置271的这些值是否分别在预定的曲轴位置范围内来确定曲轴位置271和进气凸轮轴位置279是否相关。仅作为示例，当曲轴位置271的一个或多个值未处于预定曲轴位置范围内时，相关性控制模块332能够相应地确定曲轴位置271和进气凸轮轴位置279不相关。不相关的曲轴位置271和进气凸轮轴位置279可表明曲轴214和/或进气凸轮轴238未被正确地安装在ICE 202内，或者对进气相位角有贡献的传感器和致动器没有可靠地运行。当曲轴位置271和进气凸轮轴位置279不相关时，相关性控制模块332能够采取一个或多个补救措施。仅作为示例，相关性控制模块332能够将选择信号328设置为第一状态，甚至在DFCO信号292转变为无效状态之后也是如此。这甚至在DFCO事件结束之后还将期望进气相位角282保持在预定相位角312。相关性控制模块332还可触发指示器296的点亮、在存储器中设置与失效的相关事件相关联的代码/标志(例如，诊断故障码)来表明曲轴位置271和进气凸轮轴位置279不相关。相关性控制模块332可附加地或另选地采取一个或多个其他补救措施。当曲轴位置271的这些值分别落入预定的曲轴位置范围内吋，相关性控制模块332能够将选择信号328转变为第二状态。甚至在DFCO信号292转变为无效状态之前，相关性控制模块332也能够将选择信号328转变为第二状态。由此，能够将期望进气相位角282调节至指令相位角316。气门控制模块280还能够包括第二选择模块350，第二选择模块能够接收预定气门升程354和指令气门升程358。预定气门升程354和指令气门升程358能够用于设置期望气门升程286。预定气门升程354能够被标定并且存储在存储器(未示出)中。预定气门升程354能够对应于高升程位置、低升程位置、或在高升程位置与低升程位置之间的其他合适的升程位置。
升程指令模块362能够确定并输出指令气门升程358。仅作为示例，升程指令模块362能够基于驾驶员输入318来确定指令气门升程358,所述驾驶员输入例如是加速器踏板位置、制动踏板位置、和/或巡航控制输入。升程指令模块362能够附加地或另选地基于ー个或多个其他合适的输入来确定指令气门升程358。第二选择模块350能够将预定气门升程354和指令气门升程358中的ー个作为选定气门升程364输出。第二选择模块350基于选择信号328来选择将预定气门升程354和指令气门升程358中的哪ー个作为选定气门升程364输出。仅作为示例，当选择信号328处于第一状态时，第二选择模块350可以将预定气门升程354作为选定气门升程364输出。当选择信号328处于第二状态时，第二选择模块350可以将指令气门升程358作为选定气门升程364输出。速率限制器模块366能够接收选定气门升程364并且基于选定气门升程364来输出期望气门升程286。仅作为示例，速率限制器模块366能够将期望气门升程286以高达预定速率的速率朝向选定气门升程364调节。在各个实施方式中，能够省除速率限制器模块366。在这种实施方式中，第二选择模块350能够将预定气门升程354和指令气门升程358中的一个作为期望气门升程286输出。在其他实施方式中，还能够省除第二选择模块350。在这种实施方式中，升程指令模块362能够在选择信号328处于第一状态时将指令气门升程358以预定速率朝向预定气门升程354调节或者将指令气门升程358设置成等于预定气门升程354。目标升程模块370可包括升程指令模块362、第二选择模块350和/或速率限制器模块366。现參考图4，其示出了描述用于控制气门开启和关闭的示例性方法400的流程图。当车辆起动(例如，钥匙接通)吋，控制过程能够以404开始，在404中，控制过程确定ECM204的NVM是否已经被重置或再擦写。如果否，那么控制过程能够以408继续；如果是，那么控制过程能够推进到416，这将在下文进ー步讨论。在408中，控制过程确定是否启动DFCO事件。如果是，那么控制过程能够在412处禁止向ICE 202供应燃料并且以416继续。如果否，那么该控制过程能够返回到408。仅作为示例，当车辆速度大于预定速度(其大于零)、发动机速度大于预定速度(其大于零)、以及减速度大于预定减速度吋，控制过程能够启动DFCO事件。例如，该减速度能够基于驾驶员期望减速度(例如，驾驶员扭矩请求、加速器踏板位置等)和/或其他合适的车辆减速度參数。仅作为示例，当加速器踏板位置小于预定位置时，该减速度能够大于预定减速度。在416中，控制过程基于预定相位角312来控制进气相位器250。仅作为示例，控制过程能够将期望进气相位角282转变为预定相位角312，并且控制进气相位器250以实现期望进气相位角282。控制过程能够在速率上限制期望进气相位角282至预定相位角312的转变。在416中，控制过程还能够基于预定气门升程354来控制气门升程致动器模块242。在将期望进气相位角282和期望气门升程286转变为预定相位角312和预定气门升程354之前，该控制过程能够分别基于指令相位角316和指令气门升程358来设置期望进气相位角282和期望气门升程286。在424中，控制过程启动相关性事件的执行。在相关性事件期间，控制过程能够相应地确定当进气凸轮轴位置279到达预定凸轮轴位置时的曲轴位置271的值。控制过程相应地将曲轴位置271的这些值与预定的曲轴位置范围比较，所述预定的曲轴位置范围分别与预定的凸轮轴位置相关。·在428中，控制过程确定曲轴位置271是否与进气凸轮轴位置279相关。更具体地，在428中，控制过程能够确定曲轴位置271的值是否在预定的曲轴位置范围内，所述预定的曲轴位置范围分别与预定的凸轮轴位置相关。如果是，那么控制过程在432能够基于指令相位角316来控制进气相位器250，并且该控制过程能够结束，直到下一次车辆起动事件时为止。如果否，那么控制过程能够转移到436。未落入预定曲轴位置范围内的曲轴位置271的一个或多个值能够相应地表明曲轴214和/或进气凸轮轴238被不正确地安装。在436中，控制过程能够使计数值递増。该计数值能够跟踪控制过程已经确定曲轴位置271与进气凸轮轴位置279不相关的次数(例如，发动机循环)。在440中，控制过程能够确定计数值是否大于预定值。如果是，那么控制过程在444中能够采取ー个或多个补救措施，并且控制过程能够结束，直到下一次驾驶员致动按钮、钥匙等以起动车辆时为止。仅作为示例，预定值能够是大约3。补救措施能够包括，例如，点亮指示器296、设置DTC、基于预定相位角312来保持对进气相位器250的控制、和/或一个或多个其他合适的补救措施。本发明的宽泛教导能够以各种形式来实施。因此，虽然本发明包括具体的示例，但是本发明的真实范围不应被如此限制，因为本领域技术人员在研究附图、说明书和下述权利要求书之后能够想到其他变型。
权利要求
1.一种用于发动机的系统，所述系统包括 马达驱动器模块，所述马达驱动器模块基于由曲轴位置和凸轮轴位置限定的目标角来控制凸轮轴相位器的电动马达； 目标相位角模块，所述目标相位角模块在减速燃料切断DFCO事件之前选择性地将所述目标角设置为第一相位角，并且在所述DFCO事件期间选择性地使所述目标角转变为预定相位角；以及 相关性控制模块，所述相关性控制模块在所述DFCO事件期间选择性地将所述曲轴位置的值与预定的曲轴位置范围比较。
2.根据权利要求I所述的系统，还包括DFCO模块，当发动机速度大于第一预定速度、车辆速度大于第二预定速度、并且加速器踏板位置小于预定位置时，所述DFCO模块选择性地启动所述DFCO事件并且禁止向所述发动机的燃料供应。
3.根据权利要求I所述的系统，还包括 气门升程致动器模块，所述气门升程致动器模块基于目标升程值来控制所述发动机的至少一个气门的升程；以及 目标升程模块，所述目标升程模块在所述DFCO事件之前选择性地将所述目标升程值设置为第一升程值，并且在所述DFCO事件期间使所述目标升程值转变为预定升程值。
4.根据权利要求I所述的系统，其中，所述目标相位角模块包括速率限制器模块，所述速率限制器模块以预定速率使所述目标角向所述预定相位角转变。
5.根据权利要求I所述的系统，其中，所述相关性控制模块在所述曲轴位置的值位于所述预定的曲轴位置范围之外时点亮指示器灯。
6.根据权利要求I所述的系统，其中，所述相关性控制模块在所述曲轴位置的值位于所述预定的曲轴位置范围之外时设置预定代码。
7.根据权利要求I所述的系统，其中，所述凸轮轴是进气凸轮轴和排气凸轮轴中的一个。
8.根据权利要求I所述的系统，其中，当所述曲轴位置的值位于所述预定的曲轴位置范围之外时，所述相关性控制模块在所述DFCO事件结束之后将所述目标角保持在所述预定相位角，并且再启用燃料供应。
9.根据权利要求I所述的系统，其中，当所述曲轴位置的值处于所述预定的曲轴位置范围内时，所述目标相位角模块选择性地使所述目标角从所述预定相位角转变为所述第一相位角。
10.一种方法，所述方法包括 基于由曲轴位置和凸轮轴位置限定的目标角来控制凸轮轴相位器的电动马达； 在减速燃料切断DFCO事件之前选择性地将所述目标角设置为第一相位角； 在所述DFCO事件期间选择性地使所述目标角转变为预定相位角；以及 在所述DFCO事件期间选择性地将所述曲轴位置的值与预定的曲轴位置范围比较。
全文摘要
本发明涉及电动凸轮相位器控制系统和方法。具体地，提供了一种用于发动机的系统，其包括马达驱动器模块、目标相位角模块和相关性控制模块。所述马达驱动器模块基于由曲轴位置和凸轮轴位置限定的目标角来控制凸轮轴相位器的电动马达。所述目标相位角模块在减速燃料切断DFCO事件之前选择性地将所述目标角设置为第一相位角，并且在DFCO事件期间选择性地使所述目标角转变为预定相位角。所述相关性控制模块在DFCO事件期间选择性地将所述曲轴位置的值与预定曲轴位置范围进行比较。
文档编号F02D41/00GK102828836SQ20121019776
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月15日 优先权日2011年6月16日
发明者E.M.斯图尔特, V.拉马潘 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司