用于可变凸轮正时装置的方法和系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于可变凸轮正时装置的方法和系统。描述用于发动机的方法和系统，该发动机具有凸轮扭矩致动的可变凸轮正时相位器。通过减小由于在滑阀被命令时在区域之间的无意滑阀移动和/或相位器移动导致的不准确性来改善相位器定位控制。另外，改善的滑阀映射被用于使相位器命令更一致且更稳健。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及用于操作具有可变凸轮正时(VCT)的发动机的方法。
技术介绍
内燃发动机可使用可变凸轮正时(VCT)以改善车辆的燃料经济性和排放性能。VCT装置可包括受电机致动的滑阀控制的叶片式凸轮相位器。滑阀可引导液压液体(诸如油)从叶片的一侧流到另一侧，诸如从延迟侧到提前侧。VCT装置可包括将叶片的一侧连接到另一侧的多于一个油路，可引导液压液体流过油路。相位器可以是油压力致动的，其中相位器的致动依赖于在回路中的油压力。可替代地，相位器可以是凸轮扭矩致动的，其中相位器的致动依赖于在凸轮致动期间生成的扭矩。Smith等人在US 8，356，583中示出凸轮扭矩致动的VCT相位器的一个示例。在其中，VCT装置在中间位置(在此也称为中间锁定位置)被配置有液压启动的锁定销。常规VCT装置可包括在相位器范围的一端处的锁定销。Smith的VCT装置还采用两个独立的油路，在此称为定相回路和制动回路。在Smith的中间锁定VCT相位器中，相位器的转子组件中包括导向阀，并且该导向阀可从第一位置移动到第二位置。当导向阀处于第一位置时，阻挡液压液体流过导向阀。当导向阀处于第二位置时，允许液压液体通过导向阀和共用管路在来自提前室的制动管路与来自延迟室的制动管路之间流动，使得转子组件被移动到中间相位角位置并且相对于壳体组件保持在该中间相位角位置。当VCT相位器处于或靠近中间位置时，与提前室或延迟室连通的制动管路被阻塞。滑阀具有三个操作区域，即按照指定顺序的制动或自动锁定区域、延迟区域和提前区域。具体地，当命令滑阀到延迟区域或提前区域时，导向阀处于第一位置，并且阻挡液体流过制动回路管路。另外，液体可经由定相回路管路从叶片的一侧流到另一侧。当命令滑阀到制动区域(detent reg1n)时，导向阀处于第二位置，并且液体从提前室或延迟室自由地流过制动管路和导向阀，并且通过共用液体管路流入相对的腔室。另外，阻挡液体流过定相回路管路。然而，专利技术人在此已经认识到使用此类VCT系统的潜在问题。作为一个示例，可存在暂时不适于主动相位器控制的发动机状况，诸如在低油温度的情况下。在此类状况期间，凸轮相位器响应时间可存在明显的延迟。在这种情况下，可以不期望根据发动机转速或载荷调节凸轮相位器位置，例如，因为当凸轮相位器仍然朝向由先前的发动机转速-载荷状况所确定的位置移动时，可出现新的发动机转速-载荷状况。在凸轮定位中所产生的误差能够使发动机性能劣化。但是，通过维持特定的凸轮相位器位置或通过在中间锁定相位器位置接合锁定销，以将凸轮相位器在锁定销被接合的情况下锁定在适当位置，误差可得到解决，滑阀螺线管的占空比必须显著变化，并且滑阀必须从延迟区域或提前区域行进到制动区域。另外，脱离锁定销花费有限的时间量，并且这必须在定相能够重新开始之前发生。因此，锁定凸轮相位器和解锁凸轮相位器可要求可变的时间量，该时间量可影响响应时间。因此，如果要求或预期快速返回到定相控制，则可不期望延长的响应时间。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过一种用于发动机的方法来解决，该方法包括:移动滑阀以将凸轮扭矩致动的可变凸轮正时相位器移动到锁定位置；在未接合锁定销的情况下将相位器保持在锁定位置处达一段持续时间；并且在持续时间之后，进一步移动滑阀以接合锁定销。这样，可命令滑阀到制动区域，由此仅在选定状况期间，将凸轮相位器引导至中间锁定位置同时接合锁定销。在另一些状况期间，凸轮相位器可被引导到中间锁定位置而未接合锁定销，并且凸轮相位器可借助于闭合环路相位器控制被保持在中间锁定位置处。因此，与接合锁定销关联的响应时间和与重新开始正常的定相操作关联的响应时间可以被改善。作为示例，响应于发动机油温度低于阈值，发动机控制器可命令VCT凸轮相位器在未接合锁定销的情况下保持在固定目标位置处，同时发动机油温度保持低于阈值。在此，凸轮相位器可在未接合锁定销的情况下被保持在中间的中间锁定位置处，响应于操状况的变化，预期相位器位置的突然变化。凸轮相位器可被保持在目标位置处达阈值持续时间。如果在阈值持续时间过去时，允许或迫使相位器位置变化的操作状况无变化，则控制器可命令自动锁定，并且可接合锁定销。这样，在以下状况期间，凸轮相位器可在接合锁定销的情况下被保持在中间锁定位置，该状况为当油压力可能不足时、当在无锁定销的情况下凸轮相位器已经被保持在中间锁定位置达预定持续时间时、或当检测到硬件劣化时；同时，当发动机油温度低并且凸轮相位器不能够在闭合环路控制下操作时的其他状况期间，凸轮相位器可在未接合锁定销的情况下被保持在目标位置。通过在工况可以很快适合于返回到闭合环路控制时不命令接合锁定销，相位器响应时间被改善。应该理解，提供上述
技术实现思路
是为了以简化形式引入所选概念，其将在【具体实施方式】中被进一步描述。这并非意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，其保护范围由随附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。【附图说明】图1示出包括可变凸轮正时装置的发动机系统。图2示出发动机油润滑系统的方框图。图3示出示例VCT相位器系统。图4示出用于发送VCT相位器命令以基于发动机工况调节凸轮正时的高级别流程图。图5描绘经由滑阀占空比命令的调节来调节凸轮位置的示例方法。图6描绘在发动机关闭之前将凸轮相位器调节到确定位置的示例方法。图7A-图7B描绘用于确定是否将凸轮相位器在锁定销被接合或脱离的情况下保持在锁定位置的示例方法。图7C示出响应于减小的系统油压力的滑阀命令调节的示例。图8A描绘用于响应于凸轮相位器解锁命令选择如何移动滑阀离开阀门的制动区域的示例方法。图SB描绘使用对滑阀位置的预先定位调节来稳健地解锁凸轮相位器的示例。图9描绘用于通过在凸轮轴扭转脉冲期间或之间将滑阀选择性移动到制动区域而锁定凸轮相位器的示例方法。图1OA-图1OB描绘在相位器定位上的凸轮轴扭转脉冲的效果。图11-图12描绘在凸轮轴延迟扭转脉冲期间或之间滑阀运动到制动区域的预示性示例。图13描绘用于适时映射VCT相位器滑阀的禁飞区的方法。图14描绘滑阀禁飞区的示例映射和滑阀禁飞区的边界的自适应获悉。图15描绘用于响应于峰到峰凸轮扭矩幅值的变化指示VCT相位器的制动回路的劣化的示例方法。【具体实施方式】以下描述涉及用于控制车辆的发动机的系统和方法，该发动机具有可变汽缸气门系统，诸如图1-图3的可变凸轮正时(VCT)。发动机控制器可经配置以调节命令到VCT相位器的滑阀的占空比以调节相位器位置，如在图4-图6处所讨论的。在解锁并且移动相位器时的状况期间，控制器可选择用于稳健地解锁相位器的方法，同时减小定相误差，诸如在图7A-图7C和图8A-图SB处所描绘的。控制器可同样调节滑阀命令以能够将相位器准确锁定在一位置中，如在图9-图12处所讨论的。控制器还可间歇性地映射滑阀以便自适应获悉滑阀区域并且相应地更新用于相位器定位的占空比命令，如在图13-图14处所详述的。更进一步，控制器可使用凸轮轴扭转变化以及时识别VCT系统劣化，并且相应地执行缓和操作，如在图15处所讨论的。这样，可减小定相误差并且改善发动机性能和排气排放。图1描绘内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。图1示出发动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包括：移动滑阀以将凸轮扭矩致动的可变凸轮正时相位器移动到锁定位置；在未接合锁定销的情况下将所述相位器保持在所述锁定位置达一段持续时间；并且在所述持续时间之后，进一步移动所述滑阀以接合所述锁定销。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P·A·皮耶奇克，J·E·罗林格尔，G·弗内尔，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US