用于可变凸轮轴定相系统和方法的止动位置与流程

本发明涉及车辆的内燃机，且更具体地涉及凸轮轴止动位置和凸轮轴相位器控制系统和方法。

背景技术：

本文提供的背景描述的目的在于总体地呈现本发明的背景。当前署名的发明人的工作就其在该背景部分所描述的以及在提交时可以不另外被作为是现有技术的多个方面的描述而言既不明确地也不隐含地被认可为是本发明的现有技术。

车辆包括产生驱动扭矩的内燃机。更具体地说，进气阀选择性地打开以将空气吸入到发动机的气缸中。空气与燃料混合以形成在气缸内燃烧的空气/燃料混合物。空气/燃料混合物被压缩并且燃烧以驱动气缸内的活塞。排气阀选择性地打开以允许燃烧产生的排气离开气缸。

旋转凸轮轴调节进气阀和/或排气阀的打开和关闭。凸轮轴包括固定至凸轮轴并且与凸轮轴一起旋转的凸轮凸角。凸轮凸角的几何轮廓通常控制阀打开的时段(持续时间)和阀打开的幅度或程度(升程)。凸轮轴相位器调节凸轮轴相对于曲轴的定相。

可变阀致动(VVA)(又称为可变阀升程(VVL))通过修改阀升程和持续时间改进了燃料经济性、发动机效率和/或性能。两步VVA系统包括VVL机构，诸如可切换滚轮指状随动件(SRFF)。与阀(例如，进气阀或排气阀)相关联的SRFF使得所述阀以两种离散模式提升：低升程模式和高升程模式。

发动机控制模块(ECM)控制发动机的扭矩输出。仅举例而言，ECM基于驾驶员输入和/或其它输入控制发动机的扭矩输出。驾驶员输入可以包括(举例来说)加速器踏板位置、制动踏板位置、至巡航控制系统的输入和/或其它驾驶员输入。其它输入可以包括来自于各种车辆系统(诸如变速箱控制系统)的输入。

车辆可以包括增加车辆的燃料经济性的自动启动/停止系统。自动启动/停止系统通过在车辆运行时选择性地关闭发动机来增加燃料效率。当发动机关闭时，自动启动/停止系统在满足一个或多个发动机启动条件时选择性地启动发动机。

技术实现要素：

在某个特征中，公开了一种用于车辆的发动机控制系统。关闭控制模块在进行以下至少一项时产生命令来关闭车辆的发动机：驾驶员请求经由点火系统关闭发动机；以及在无需驾驶员请求经由点火系统关闭发动机的情况下满足关闭发动机的一个或多个预定条件时。当产生关闭发动机的命令时，阀控制模块基于预定排气止动位置使排气凸轮轴相位器前进。当排气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，气缸的排气阀在气缸的活塞到达气缸的下一个进气冲程的最顶部位置之前在气缸的排气冲程期间完全关闭。

在进一步特征中，当排气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，止动销延伸到凸轮轴相位器中的孔中，且当延伸到孔中时，防止排气凸轮轴相位器前进或后退。

在进一步特征中，当产生关闭发动机的命令时，阀控制模块使进气凸轮轴相位器后退到预定进气止动位置。当进气凸轮轴相位器处于预定进气止动位置时，气缸的进气阀在气缸的活塞到达气缸的下一个进气冲程的最顶部位置之后打开。

在进一步特征中：当排气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，第一止动销延伸到排气凸轮轴相位器中的第一孔中，且当延伸到第一孔中时，防止排气凸轮轴相位器前进或后退；且当进气凸轮轴相位器处于预定进气止动位置时，第二止动销延伸到进气凸轮轴相位器中的第二孔中，且当延伸到第二孔中时，防止进气凸轮轴相位器前进或后退。

在进一步特征，当排气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，排气阀在活塞到达下一个进气冲程的最顶部位置之前在气缸的曲轴角为至少2度的排气冲程期间完全关闭。

在进一步特征，当排气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，排气阀在活塞到达下一个进气冲程的最顶部位置之前在气缸的曲轴角为至少5度的排气冲程期间完全关闭。

在进一步特征中，当进气凸轮轴相位器处于预定进气止动位置时，气缸的进气阀在活塞接下来到达最底部位置之后曲轴角为至少40度时关闭。

在进一步特征中，当进气凸轮轴相位器处于预定进气止动位置时，气缸的进气阀在活塞接下来到达最底部位置之后曲轴角为至少90度时关闭。

在进一步特征中，当产生关闭发动机的命令时，燃料控制模块禁止发动机的燃料供给。

在进一步特征中，阀控制模块进一步包括以低升程模式和高升程模式控制进气阀的提升。

在某个特征中，公开了一种发动机控制方法。发动机控制方法包括在进行以下至少一项时产生命令来关闭车辆的发动机：驾驶员请求经由点火系统关闭发动机；以及在无需驾驶员请求经由点火系统关闭发动机的情况下满足关闭发动机的一个或多个预定条件时。发动机控制方法进一步包括当产生关闭发动机的命令时，基于预定排气止动位置使排气凸轮轴相位器前进。当排气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，气缸的排气阀在气缸的活塞到达气缸的下一个进气冲程的最顶部位置之前在气缸的排气冲程期间完全关闭。

在进一步特征中，当排气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，止动销延伸到凸轮轴相位器中的孔中，且当延伸到孔中时，防止排气凸轮轴相位器前进或后退。

在进一步特征中，发动机控制方法进一步包括当产生关闭发动机的命令时，使进气凸轮轴相位器后退到预定进气止动位置。当进气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，气缸的进气阀在气缸的活塞到达气缸的下一个进气冲程的最顶部位置之后打开。

在进一步特征中：当排气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，第一止动销延伸到排气凸轮轴相位器中的第一孔中，且当延伸到第一孔中时，防止排气凸轮轴相位器前进或后退；且当进气凸轮轴相位器处于预定进气止动位置时，第二止动销延伸到进气凸轮轴相位器中的第二孔中，且当延伸到第二孔中时，防止进气凸轮轴相位器前进或后退。

在进一步特征中，当排气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，排气阀在活塞到达下一个进气冲程的最顶部位置之前在气缸的曲柄角为至少2度额排气冲程期间完全关闭。

在进一步特征中，当排气凸轮轴相位器处于预定排气止动位置时，排气阀在活塞到达下一个进气冲程的最顶部位置之前在气缸的曲柄角为至少5度的排气冲程期间完全关闭。

在进一步特征中，其中当进气凸轮轴相位器处于预定进气止动位置时，气缸的进气阀在活塞接下来到达最底部位置之后曲轴角为至少40度时关闭。

在进一步特征中，当进气凸轮轴相位器处于预定进气止动位置时，气缸的进气阀在活塞接下来到达最底部位置之后曲轴角为至少90度时关闭。

在进一步特征中，发动机控制方法进一步包括，当产生关闭发动机的命令时，禁止发动机的燃料供给。

在进一步特征中，发动机控制方法进一步包括以低升程模式和高升程模式控制进气阀的提升。

根据具体实施方式、权利要求书和附图，本发明的其它应用领域将变得显而易见。具体实施方式和具体实例仅仅是用于说明目的并且不旨在限制本发明的范围。

附图说明

根据具体实施方式和附图说明将更加完全地理解本发明，其中：

图1是实例性控制系统的功能框图；

图2是实例性可变阀升程(VVL)系统的示图；

图3是凸轮相位器系统的实例性前示图；

图4是凸轮相位器系统的一部分的实例性分解图；

图5是作为进气阀最大打开位置和排气阀最大打开位置的函数的排气残余的实例性图表；

图6是实例性发动机控制模块的功能框图；及

图7是示出了将进气和排气凸轮轴相位器止动在相应止动位置处的实例性方法的流程图。

在附图中，附图标记可以重复使用来识别类似和/或相同元件。

具体实施方式

发动机控制模块基于所请求的扭矩量控制发动机致动器。发动机致动器可以包括(例如)节流阀、燃料系统、点火系统、进气和排气凸轮轴相位器、可变阀升程(VVL)系统和其它类型的发动机致动器。

当指示发动机关闭时，发动机控制模块分别基于预定止动位置致动进气和排气凸轮轴相位器。发动机关闭可以由驾驶员经由点火系统或由用于自动停车/自动启动事件的发动机控制模块而指示。当进气和排气凸轮轴相位器处于预定止动位置时，止动销致动并且防止进气和排气凸轮轴的定相。

根据本发明，基于目标排气残余选择预定进气和排气止动位置以实现：(i)用于发动机冷启动的目标排气排放和(ii)用于自动启动事件的目标噪声、振动和/或不平顺性特性。预定排气止动位置使排气阀在活塞到达气缸的燃烧循环的排气冲程与气缸的下一燃烧循环的进气冲程之间的最顶部位置之前关闭。预定进气止动位置使进气阀在活塞到达最顶部位置之后打开。

现在参考图1，呈现了实例性发动机控制系统的功能框图。发动机102为车辆产生驱动扭矩。空气通过进气歧管104吸入到发动机102中。通过节流阀106可以改变进入进气歧管104中的气流。节流致动器模块108(例如，电子节流控制器)控制节流阀106的打开。一个或多个燃料喷射器(诸如燃料喷射器110)将燃料与空气混合以形成可燃空气/燃料混合物。燃料致动器模块112控制燃料喷射器。

气缸114包括耦合至曲轴116的活塞(未示出)。虽然发动机102被描述为只包括气缸114，但是发动机102可以包括一个以上气缸。气缸114的一个燃烧循环可以包括四个冲程：进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一个发动机循环包括每个气缸经历一个燃烧循环。虽然四冲程燃烧循环被提供作为实例，但是也可以使用另一合适的操作循环。

图2是包括实例性可变阀升程(VVL)系统的示图。现在参考图1和图2，在进气冲程期间，活塞下降到最底部位置，且空气和燃料可以被提供至气缸114。最底部位置可以称为下止点(BDC)位置。空气通过一个或多个进气阀(诸如进气阀118)进入气缸114。一个或多个排气阀(诸如排气阀120)还与气缸114相关联。仅为了讨论目的，将只讨论进气阀118和排气阀120。

在压缩冲程期间，曲轴116朝向最顶部位置驱动活塞。进气阀118和排气阀120均可以在压缩冲程期间关闭，且活塞压缩气缸114内的空气/燃料混合物。最顶部位置可以称为上止点(TDC)位置。活塞在压缩和燃烧/膨胀冲程之间到达TDC。活塞在一个燃烧循环的排气冲程与下一个燃烧循环的进气冲程之间到达TDC。火花塞122可以点燃各种类型的发动机中的空气/燃料混合物。火花致动器模块124控制火花塞122。

空气/燃料混合物的燃烧在膨胀冲程期间朝向BDC位置驱动活塞返回，由此可旋转地驱动曲轴116。旋转力可以是预定点火次序中的下一个气缸的燃烧循环的压缩冲程的压缩力的来源。空气/燃料混合物的燃烧产生的排气在排气冲程期间从气缸114排出。排气是经由排气阀120从气缸114中排出。

进气阀118的打开和关闭的时间是由进气凸轮轴126调节。可以为发动机102的每个气缸组提供进气凸轮轴(诸如进气凸轮轴126)。排气阀120的打开和关闭的时间是由排气凸轮轴(未示出)调节。可以为发动机102的每个气缸组提供排气凸轮轴。进气凸轮轴和排气凸轮轴的旋转通常是通过曲轴116的旋转(诸如通过带或链条)而驱动，如下文进一步讨论。

凸轮相位器调节相关凸轮轴的旋转。仅举例而言，进气凸轮相位器128可以调节进气凸轮轴126的旋转。进气凸轮相位器128可以(例如)相对于曲轴116的旋转调节进气凸轮轴126的旋转。仅举例而言，进气凸轮相位器128可以将进气凸轮轴126的旋转滞后或提前，由此改变进气阀118的打开和关闭时间。排气凸轮相位器129调节排气凸轮轴的旋转。相对于曲轴116的旋转调整凸轮轴的旋转可以称为凸轮轴定相。

阀致动器模块130控制进气凸轮相位器128。阀致动器模块130或另一阀致动器模块可以控制排气凸轮相位器129。进气凸轮相位器128和排气凸轮相位器129可以通过(例如)电或液压进行致动。液压致动的凸轮相位器基于供应至凸轮相位器的液压流体(例如，油)的压力而致动，如下文进一步讨论。

可变阀升程(VVL)机构136(图2)控制进气阀118的致动。仅举例而言，VVL机构136可以包括可切换滚轮指状随动件(SRFF)机构。虽然VVL机构136被示出并且将被讨论为SRFF，但是VVL机构136可以包括使相关阀提升至两个或两个以上离散升程位置的其它类型的阀提升机构。另外，虽然VVL机构136被示出且将被讨论为与进气阀118相关联，但是VVL机构136或另一VVL机构对于排气阀120可以类似地实施。仅举例而言，可以为每个进气阀提供一个VVL机构，且可以为气缸的每个排气阀提供一个VVL机构。VVL还可以称为可变阀致动(VVA)。

VVL机构136包括升程调整器138和凸轮随动件140。凸轮随动件140与进气阀118的阀杆142机械接触。偏置装置143将阀杆142偏置为与凸轮随动件140接触。凸轮随动件140还与进气凸轮轴126和升程调整器138机械接触。

进气凸轮轴126绕凸轮轴轴线144旋转。进气凸轮轴126包括多个凸轮凸角，该凸轮凸角包括低升程凸轮凸角(诸如低升程凸轮凸角146)和高升程凸轮凸角(诸如高升程凸轮凸角148)。仅举例而言，对于气缸的每个进气阀，进气凸轮轴126可以包括一个低升程凸轮凸角和一个高升程凸轮凸角。对于以气缸停用模式运行的气缸的每个进气阀，进气凸轮轴126还可以一个另外的凸轮凸角(未示出)。一个或多个气缸(诸如发动机102的一半气缸)的进气阀和排气阀在气缸停用模式中的运行期间被停用。

低升程凸轮凸角146和高升程凸轮凸角148随着进气凸轮轴126旋转。当进气阀118打开时，空气可以通过入口通道150流入气缸114中。当进气阀118关闭时，可以阻止气流进入气缸114。进气阀118是经由进气凸轮轴126选择性地提升(即，打开)和下降(即，关闭)。更具体地说，进气阀118通过低升程凸轮凸角146或高升程凸轮凸角148打开和关闭。

接触凸轮随动件140的凸轮凸角在阀杆142和升程调整器138的方向上施加力于凸轮随动件140。升程调整器138是可折叠的并且允许进气阀118被打开至两个不同位置(低升程位置和高升程位置)。阀致动器模块130可以控制升程致动器模块152以控制进气凸轮轴126的致动(例如，沿轴线44的线性致动)，由此控制低升程凸轮凸角146和高升程凸轮凸角148中的哪一个接触凸轮随动件140。

总之，在低升程模式的运行期间，低升程凸轮凸角146使VVL机构136根据低升程凸轮凸角146的几何形状而枢转。由低升程凸轮凸角146引起的VVL机构136的枢转将进气阀118打开第一预定量。在高升程模式的运行期间，高升程凸轮凸角148使VVL机构136根据高升程凸轮凸角148的几何形状而枢转。由高升程凸轮凸角148引起的VVL机构136的枢转将进气阀118打开第二预定量。第二预定量大于第一预定量。

当使用高升程凸轮凸角148时打开进气阀118的时段(持续时间)可以大于当使用低升程凸轮凸角146时打开进气阀118时的时段。更具体地说，低升程凸轮凸角146可以提供晚于高升程凸轮凸角148的进气阀打开和早于高升程凸轮凸角148的进气阀关闭。虽然已描述了实例性液压VVL系统，但是本发明还可适用于其它类型的VVL系统，这些VVL系统包括机电VVL机构和其它类型的VVL机构。

图3包括液压凸轮相位器系统的实例性前视图。第一齿轮204可以耦合至曲轴116，且第二齿轮208可以耦合至凸轮轴(诸如进气凸轮轴126)。链条212可以环绕第一齿轮204和第二齿轮208使得第一齿轮204的旋转驱动第二齿轮208的旋转。以这种方式，曲轴116的旋转驱动进气凸轮轴126的旋转。

流体控制阀216控制流入前进室220和后退室224的液压流体(例如，发动机油)流量。流体控制阀216还可以称为控油阀(OCV)。阀致动器模块130控制流体控制阀216的致动以控制前进室220和后退室224内的液压流体的压力。前进室220和后退室内的液压流体的压力控制进气凸轮轴126的定相。

例如，当前进室220内的压力大于后退室224内的压力时，进气凸轮轴126的旋转相对于曲轴116前进。相反地，当前进室220内的压力小于后退室224内的压力时，进气凸轮轴126的旋转相对于曲轴116后退。

第二齿轮208连接至凸轮轴组件。图4包括凸轮轴组件的一部分的实例性分解图。一个或多个孔(诸如孔228)形成在凸轮轴相位器组件中。当进气凸轮轴126被定相至近似预定进气止动位置时，一个或多个止动销(诸如止动销232)致动并且延伸到孔228中。当进气凸轮轴126近似处于在预定进气止动位置时，止动销机械地接触孔的一个或多个内表面，由此相对于曲轴116的旋转将进气凸轮轴126的旋转固定，并且防止改变进气凸轮轴126的定相。

当发动机102关闭时，止动销保持与孔接合，且当发动机102接着启动时，止动销仍然保持与孔接合。在发动机启动期间或当发动机102运行时，止动销可以从孔中缩回，由此允许进气凸轮轴126定相。仅举例而言，止动销可以经由前进室220或后退室224内的液压流体压力而移除。虽然呈现了液压凸轮轴相位器的实例，但是本发明还可适用于电凸轮轴相位器。电动凸轮轴相位器还包括用于使止动销将电动凸轮轴相位器锁定在预定止动位置处的孔。

虽然根据进气凸轮轴126讨论了图3和图4的实例，但是排气凸轮相位器129同样对排气凸轮轴进行了定相。更具体地，第三齿轮可耦合至曲轴116，第四齿轮可耦合至排气凸轮轴。链条可环绕第三和第四齿轮，使得第三齿轮的旋转驱动第四齿轮的旋转。以这种方式，曲轴116的旋转驱动排气凸轮轴的旋转。

排气凸轮相位器129的前进室和后退室中的液压流体压力控制排气凸轮轴相对于曲轴116的定相。阀致动器模块130可控制第二流体控制阀或流体控制阀216，以控制这些前进室和后退室内的液压流体压力。

第四齿轮耦合至排气凸轮相位器组件。在排气凸轮轴已被定相至大致的预定排气止动位置时，一个或多个止动销致动并延伸入排气凸轮相位器组件中的孔中。在排气凸轮轴大致上处于预定的排气止动位置时，止动销机械地接触一个或多个孔的内表面，从而相对于曲轴116的旋转将排气凸轮轴的旋转固定，并防止改变排气凸轮轴的定相。

在发动机102关闭的同时，止动销保持与孔接合；在发动机102接着启动时，止动销依然保持与孔接合。在发动机102运行时，止动销可从孔中缩回，从而允许对排气凸轮轴进行定相。仅举例而言，止动销排气可通过液压流体压力进行去除。

车辆制造商对各种用于发动机启动的参数制定了目标。预定的进气及排气止动位置可基于一个或多个目标进行选择。例如，预定的进气及排气止动位置可基于对气缸内的目标排气残余的捕获进行选择。目标排气残余可基于发动机冷启动期间一个或多个目标排气排放参数的实现进行选择。对于每一燃烧循环而言，实例性目标排气残余对应于8.5％的排气。

在发动机装配期间，安装了具有用于止动销的孔的凸轮轴相位器(例如，将其固定至凸轮轴上)，使得止动销在凸轮轴定相至大致的预定进气及排气止动位置时，与孔接合。止动销和/或孔的位置可基于预定的进气及排气止动位置进行设计。

为了获得目标排气残余，可选择预定的进气及排气止动位置，使得进气阀开启后，排气阀处于关闭状态中。进气阀在进气冲程期间正常开启。在进气阀开启后，排气阀处于关闭状态时，气缸的进气阀和排气阀会同时开启一段时间。这种情况可被称为阀重叠。

图5包括根据进气阀最大开启位置(IMOP)304和排气阀最大开启位置(EMOP)308的排气残余的实例性图表。IMOP 304依据(进气冲程与排气冲程之间的)TDC后的曲轴角度(CAD)，而EMOP 308则依据(进气冲程与排气冲程之间的)TDC前的CAD。阀开启和关闭位置取决于用于提升相关阀的凸轮凸角的持续时间。最大开启位置对应于曲轴角度，其中相关阀达到最大开度。

实例性轨迹312追踪IMOP和EMOP的组合，以产生8.5％的目标排气残余。8.5％的排气残余指的是燃烧事件中气缸内的总质量的8.5％是气缸上一燃烧循环产生的排气。总质量的剩余部分包括空气和燃料。虽然提出并提供了8.5％的实例，但是也可以使用其他目标排气残余。点316对应于IMOP和EMOP的第一组合，以获得8.5％的目标排气残余。

基于用于点316的EMOP 308，排气阀会在进气阀开启后关闭，并且存在一定的重叠周期，其中，在发动机启动期间，进气阀和排气阀都会开启。在没有其他动作的情况下，例如，对进气凸轮轴和/或排气凸轮轴进行定相，提供点316的EMOP和IMOP的进气及排气止动位置可在很大程度上实现用于自启事件的噪声、震动和/或不平顺性(NVH)目标。

点320对应于用于预定的进气及排气止动位置的IMOP和EMOP的第二组合，以获得目标排气残余。基于用于点320的EMOP 308，排气阀会在排气冲程与进气冲程之间的TDC前关闭。换言之，预定的排气止动位置导致排气阀在进气冲程与排气冲程之间的TDC前关闭。在各种实施方式中，预定的排气止动位置可对应于在TDC前至少1CAD、TDC前至少2CAD、TDC前至少3CAD、TDC前至少5CAD、TDC前至少7CAD、TDC前至少10CAD或TDC前至少15CAD时关闭排气阀。

用于点320的预定进气止动位置导致进气阀开启发生在排气阀关闭和排气冲程与进气冲程之间的TDC之后。在各种实施方式中，对于在曲轴116的回转2周期间发生4次冲程的4冲程发动机来说，预定的进气止动位置可对应于在TDC后至少90CAD、TDC后至少100CAD、TDC后至少110CAD、TDC后至少120CAD、TDC后至少130CAD、TDC后至少140CAD或TDC后至少150CAD时将进气阀打开至最大开度。虽然提供了这些开度实例，但是其他最大开度也是可能的。

用于点320的预定进气止动位置使得BDC后进气阀关闭(IVC)。源自BDC(如之后)的进一步IVC将降低有效压缩比。降低的有效压缩比可为自动启动事件提供更好的NVH参数。预定进气止动位置可对应于大约BDC后40CAD与大约BDC后130CAD之间的关闭进气阀。一个实例中，大约BDC后110CAD。

通过在排气冲程与进气冲程之间TDC前的关闭排气阀，将残余排气捕获在气缸内，用于气缸的下一个燃烧事件。点320的预定进气和排气止动位置的组合使得用于自启事件的发动机冷启动和发动机启动均更好地获得了目标排气排放参数和目标NVH，同时发动机启动时不需要调整相位。由于用于产生目标排气残余的轨迹312在大的IMOP范围内相对平坦，可实现排放目标，同时高升程运行和低升程运行过程中排气止动位置都相对提前。

在某些情况下，例如为了实现高海拔发动机启动，发动机启动期间阀提升能够被转换至或停在低升程模式。低升程模式运行推进了进气阀关闭，增加了有效压缩比，使得发动机冷启动和/或高海拔发动机启动时发动机更容易启动。更具体地说，气缸内空气、燃料和残留物的温度在低升程运行中将较高，因此使得燃料更好的汽化以及混合，从而有利于启动性能。然而，在某些环境温度和/或海拔条件下，自停和自启的能力可能失效。

现在参考图1-图3，发动机控制模块(ECM)160调节发动机102的运行，以当发动机102运转时获得所需量的扭矩。例如，ECM 160可以基于所需量的扭矩调节该节流阀106的开度、喷射燃料的量和时间、点火时间、凸轮轴定相、升程模式以及其它发动机操作参数。

该ECM 160可以基于(例如)驾驶员输入和来自各种车辆系统的输入来控制发动机102的扭矩输出。这些车辆系统可以包括(例如)变速系统、混合控制系统、稳定性控制系统、底盘控制系统以及其它合适的车辆系统。

驾驶员输入模块170将驾驶员输入提供给ECM 160。驾驶员输入可以包括(例如)加速器踏板位置(APP)、制动踏板位置(BPP)、巡航控制输入以及车辆运行命令。APP传感器174测量加速器踏板的位置(未示出)并基于该位置生成APP。BPP传感器178监测制动踏板(未示出)的致动并相应地生成BPP。巡航控制系统182基于巡航控制系统182的输入提供巡航控制输入，例如所需的车辆速度。

车辆运行命令可以包括(例如)车辆启动命令和车辆停止命令。车辆运行命令可以通过(例如)点火钥匙、一个或多个按钮/开关、一个或多个合适的点火输入装置(如点火输入装置186)的致动而产生。

在具有手动变速箱的车辆中，提供给ECM 160的驾驶员输入还可包括离合器踏板位置(CPP)。CPP传感器190监测离合器踏板(未示出)的致动并相应地生成CPP。离合器踏板可以被致动以将变速箱耦合至发动机102并将变速箱从发动机102解耦。同时，APP传感器174、BPP传感器178和CPP传感器190如下所示和所述，也可以提供其他一个或多个附加的APP、BPP和/或CPP传感器。

当接收到车辆停止命令时，ECM 160选择性地关闭发动机102。仅举例而言，当接收到车辆关闭命令时，ECM 160可以禁止燃油喷射，禁止提供火花，将进气和排气凸轮轴定相至预定进气和排气止动位置，并执行其他发动机关闭操作以关闭发动机102。当接收到车辆启动命令时，ECM160可以允许提供火花，允许给发动机102提供燃料，将启动电机(未示出)与发动机102相接合，并将电流施加至启动电机以启动发动机102。

ECM 160还可以选择性地执行发动机102的自动停车事件和自动启动事件。在车辆停止命令还未发出时一个或多个预定启用标准就得到满足的情况下(例如，当点火系统处于启用状态)，自动停车事件包括关闭发动机102。自动停车事件中，ECM 160禁止燃油喷射，禁止提供火花，将进气和排气凸轮轴定相至预定进气和排气止动位置，并执行其他发动机关闭操作以关闭发动机102。

当自动停车事件中发动机102被关闭时，ECM 160可以选择性地执行自动启动事件。自动启动事件可以包括(例如)允许燃料供给，允许提供火花，将启动电机与发动机102相接合，并将电流施加至启动电机以启动发动机102。

发动机关闭的情况下，ECM 160将进气和排气凸轮轴定相至相应的预定止动位置。如上所述，发动机关闭包括响应于车辆停止命令而执行的发动机关闭以及用于自动停车事件的发动机关闭。在预定止动位置时，止动销锁住耦合至进气和排气凸轮轴的车轮并防止进气和排气凸轮轴定相。

当处于预定排气止动位置时，排气阀在进气冲程和排气冲程之间的TDC之前关闭。进气阀在进气冲程与排气冲程之间的TDC之后开启，而进气阀在BDC之后关闭。因此，残留的排气从一个燃烧循环至下一循环在每个气缸内被捕获。

当例如针对车辆关闭事件或自停事件而执行发动机关闭时，ECM 160可基于环境温度和/或环境压力控制升程模式。当环境温度低于预定温度时，ECM 160在低升程模式中运行VVL系统，由此提供较高的有效压缩比。然而，对于低升程模式运行而言，自动停车可能会失效。在发动机启动期间，较高的有效压缩比可以使燃料更大程度地蒸发。当环境温度高于预定温度时，ECM 160可在高升程模式中运行VVL系统，由此提供较低的有效压缩比。

现参照图6，示出了包括ECM 160的实例实施方式的实例性发动机控制系统的功能框图。扭矩请求模块404可基于一个或多个驾驶员输入412、例如加速踏板位置、制动踏板位置、巡航控制输入和/或一个或多个其它合适的驾驶员输入来确定扭矩请求408。扭矩请求模块404可附加地或替代地基于一个或多个其它扭矩请求、例如由ECM 160产生的扭矩请求和/或从车辆的其它模块(例如，变速箱控制模块、混合控制模块、底盘控制模块等)接收的扭矩请求来确定扭矩请求408。

一个或多个发动机致动器可基于扭矩请求408和/或一个或多个其它参数来控制。例如，节流控制模块416基于扭矩请求408确定目标节流开度420。节流致动器模块108基于目标节流开度420控制节流阀106的开度。

火花控制模块424基于扭矩请求408确定目标火花定时428。火花致动器模块124基于目标火花定时428产生火花。燃料控制模块432基于扭矩请求408确定一个或多个目标燃料参供给数436。例如，目标燃料供给参数436可包括燃料喷射量、用于喷射该量的燃料喷射次数以及每次喷射的定时。燃料致动器模块112基于目标燃料供给参数436喷射燃料。

阀控制模块440可基于扭矩请求408确定目标进气和排气凸轮相位器位置444和448。阀致动器模块130分别基于目标进气和排气凸轮相位器位置444和448来控制进气凸轮相位器128和排气凸轮相位器。一个或多个其它发动机致动器可基于扭矩请求408控制。

阀控制模块440也确定目标升程模式452。基于目标升程模式452，阀致动器模块130控制VVL系统以在目标升程模式452中操作进气阀。例如，当目标升程模式452指示低升程模式时，该阀致动器模块130控制VVL系统以在低升程模式中操作进气阀。当目标升程模式452指示高升程模式时，该阀致动器模块130控制VVL系统以在高升程模式中操作进气阀。当目标升程模式452是气缸停用模式时，该阀致动器模块130控制VVL系统以停用进气阀和排气阀。

启动/关闭控制模块460控制发动机102的启动和关闭。当车辆启动命令由驾驶员经由点火输入装置186、例如点火按钮、钥匙等等输入时，启动/关闭控制模块460产生发动机启动命令464。当产生发动机启动命令464时，启动器控制模块470接合启动器并且将动力施加于该启动器以启动发动机102。在产生发动机启动命令464之后，燃料控制模块432和火花控制模块434开始分别将燃料和火花提供给发动机102。

当车辆关闭命令由驾驶员经由点火输入装置186输入时，启动/关闭控制模块460产生发动机关闭命令468。当产生发动机关闭命令468时，燃料控制模块432停止将燃料提供给发动机102以关闭发动机102。当产生发动机关闭命令468时，火花控制模块424可停止产生火花。车辆启动和关闭命令可经由车辆操作信号472指示。仅举例而言，车辆操作信号472可针对车辆启动命令设定为第一状态而针对车辆关闭命令设定为第二状态。

启动/关闭控制模块460还产生发动机关闭命令464以执行自动停车事件。例如，当车速476慢于预定速度(或停止)并且驾驶员踩下制动踏板时，启动/关闭控制模块460执行自动停车事件。制动踏板的踩下可通过例如使用BPP传感器测得的制动踏板位置(BPP)480指示。车速476可使用传感器测量或者基于一个或多个其他参数、例如使用轮速传感器测得的一个或多个轮速来确定。

自动停车事件和自动启动事件在车辆的点火系统接通时执行，而无需驾驶员请求发发动机102或车辆关闭。更具体地说，自动停车事件和自动启动事件在当驾驶员输入车辆启动命令的时刻和在驾驶员输入车辆关闭命令的下一时刻之间执行。

启动/关闭控制模块460还产生发动机启动命令464以在发动机102由于自动停车事件关闭时执行自动启动事件。例如，当驾驶员在发动机102由于自动停车事件而关闭(OFF)释放制动踏板时，启动/关闭控制模块460可以执行自动启动事件。制动踏板的释放可以由BPP 480指示。当满足用于在发动机102由于自动停车事件而关闭(OFF)时执行自动启动事件的一个或多个条件时，启动/关闭控制模块460也可以执行自动启动事件。

当产生发动机关闭命令468时，阀控制模块440将目标进气凸轮相位器位置444和目标排气凸轮相位器位置448设置为预定进气止动位置和预定排气止动位置。阀致动器模块130控制进气和排气凸轮相位器以分别将进气凸轮轴和排气凸轮轴定相为预定进气止动位置和预定排气止动位置。

当进气凸轮轴和排气凸轮轴分别近似处于预定进气和排气止动位置时，止动销接合耦合至进气和排气凸轮轴的凸轮轴相位器，并且防止进气和排气凸轮轴定相。在发动机组装期间，凸轮轴相位器耦合至进气和排气凸轮轴，使得当进气和排气凸轮轴分别被近似定相至预定进气和排气止动位置时止动销接合并且锁定孔。

如上文讨论，预定排气止动位置使排气阀在高升程模式和低升程模式这两者中的运行期间的排气冲程和进气冲程之间的TDC之前关闭。预定进气止动位置使进气阀在进气冲程与排气冲程之间的TDC之后打开且使进气阀在BDC之后关闭。排气阀在TDC之前关闭使得残留的排气在气缸内被捕获。进气阀在BDC之后关闭降低了有效压缩比并且因此提供更好的NVH。

当发动机温度484很低和/或空气密度很低(例如，由于高海拔)时，当接收到车辆启动命令时，喷射的燃料可能难以充分蒸发。较高有效压缩比可以使喷射的燃料更大程度地蒸发。阀控制模块440可以因此将目标升程模式452转变为低升程模式或在启动时当发动机温度484很低时将目标升程模式452维持为低升程模式。

图7是描述了将进气和排气凸轮相位器止动在相应止动位置处的实例性方法的流程图。在504处，当发动机102正在运行时，阀控制模块440确定发动机102是否关闭。发动机102可以例如响应于来自于驾驶员的车辆关闭命令或由于自动停车事件而关闭。例如，阀控制模块440可以确定当产生发动机关闭命令464时关闭发动机102。如果504为真，那么控制继续进行到508。如果504为假，那么控制保持在504处。

在508处，阀控制模块440将目标进气凸轮相位器位置444设置为预定进气止动位置，并且将目标排气凸轮相位器位置448设置为预定排气止动位置。预定排气止动位置使排气阀在高升程模式和低升程模式这两者中的操作期间的排气冲程和进气冲程之间的TDC之前关闭。预定进气止动位置使进气阀在压缩冲程期间关闭，即，在界定进气和压缩冲程的BDC之后关闭。排气阀在TDC之前关闭使得残留的排气在气缸内被捕获以满足排放参数的冷发动机启动目标值。进气阀在BDC之后关闭降低了有效压缩比并且降低了自动启动的NVH。

在512处，阀控制模块440分别基于目标进气凸轮相位器位置444和目标排气凸轮相位器448而控制进气凸轮相位器128和排气凸轮相位器。因此，阀致动器模块130将进气凸轮轴和排气凸轮轴定相至512处的预定进气和排气止动位置。例如，阀致动器模块130可以控制一个或多个液压流体控制阀以基于预定进气和排气止动位置控制进气凸轮轴和排气凸轮相位器的前进室和后退室内的液压流体的压力。当进气凸轮轴和排气凸轮轴分别近似处于预定进气和排气止动位置时，止动销接合耦合至进气凸轮轴和排气凸轮轴的车轮并且防止进气凸轮轴和排气凸轮轴定相。因为孔可以具有稍微大于止动销的外侧尺寸的尺寸，所以上文使用了近似。

前述描述仅仅具有说明性本质且决不旨在限制本发明、其应用或用途。本发明的广泛教导可以各种形式来实施。因此，虽然本发明包括特定实例，但是本发明的真正范围不应局限于此，因为在研究附图、说明书和以下权利要求书之后将明白其它修改。应当注意的是，方法内的一个或多个步骤可以不同次序(或同时)执行且不更改本发明的原理。另外，虽然每个实施方式在上文被描述为具有某些特征，但是关于本发明的任何实施方式描述的一个或多个这样的特征可在任何其它实施方式的特征中和/或结合任何其它实施方式的特征来实施，即便没有明确描述该组合。换句话来说，所述实施方式并未相互排斥，且一个或多个实施方式的彼此置换保持在本发明的范围内。

元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系使用各种术语来描述，该术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧靠”、“在……顶部上”、“在……上方”、“在……下方”和“设置”。除非明确描述为“直接”，否则当在上述发明中描述第一元件与第二元件之间的关系时，该关系可为其中第一元件与第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，但是也可为其中第一元件与第二元件之间(空间上或功能上)存在一个或多个介入元件的间接关系。如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应被理解为意味着使用非排他性逻辑或的逻辑(A或B或C)，且不应被理解为意味着“至少一个A、至少一个B和至少一个C”。

在包括以下定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”来代替。术语“模块”可以指代以下项或是以下项的部分或包括以下项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合式模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合式模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或成组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或成组)；提供所述功能性的其他合适的硬件部件；或某些或所有上述的组合，诸如在片上系统中。

该模块可以包括一个或多个接口电路。在某些实例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本发明的任何给定模块的功能性可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在进一步实例中，服务器(又称为远程或云服务器)模块可以完成代表客户端模块的某些功能性。

如上文所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、功能、类别、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的某些或所有代码的单个处理器电路。术语成组处理器电路涵盖结合另外的处理器电路来执行来自一个或多个模块的某些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖分立模上的多个处理器电路、单模上的多个处理器电路、单个处理器单元的多个核心、单个处理器电路的多个线程或上述组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的某些或所有代码的单个存储器电路。术语成组存储器电路涵盖结合另外的存储器来存储来自一个或多个模块的某些或所有代码的存储器电路。

术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的术语计算机可读介质并不涵盖通过介质传播(诸如在载波上)的暂时性电或电磁信号。术语计算机可读介质可以因此被视为有形且非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制实例是非易失性存储器电路(诸如快闪存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩码只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁性存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动)和光学存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。

本申请中描述的设备和方法可以部分或完全由通过配置通用计算机以执行计算机程序中体现的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来实施。上述功能块、流程图部件和其他元件用作软件规范，其可通过本领域技术人员或编程者的常规作业而转译为计算机程序。

计算机程序包括存储在至少一个非暂时性、有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件进行交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置进行交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。

计算机程序可以包括：(i)待分析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言)、(ii)汇编代码、(iii)通过编译器由源代码生成的目标代码、(iv)由解译器执行的源代码、(v)由即时编译器编译并执行的源代码，等。仅作为实例，源代码可以使用来自包括以下项的语言的语法进行编写：C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5、Ada、ASP(活动服务器页面)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、VisualLua和

权利要求书中列举的元件均不旨在为35U.S.C.§112(f)的意义中的装置加功能元件，元件使用短语“用于……的装置”明确指出元件，或在方法权利要求书的情况下，使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”除外。