发动机停机和起动期间的可变凸轮正时控制制造技术

本发明专利技术公开了用于控制电动可变凸轮正时（VCT）执行器的方法。所述方法包括，在发动机停机期间，用电动VCT执行器调节凸轮轴位置至目标起动位置，施加第一电流给电动VCT执行器以保持目标起动位置，和在发动机起动期间凸轮轴位置反馈变为可用之前，施加第二电流给电动VCT执行器以保持目标起动位置。

【技术实现步骤摘要】
用于控制可变凸轮正时执行器的方法和发动机系统
技术介绍
可变凸轮正时(VCT)系统可以实施在发动机中以调节凸轮轴位置，所述凸轮轴位置引起凸轮轴正时的提前或延迟。通过用VCT系统控制凸轮正时，进气/排气门正时可以根据发动机工况变化，例如发动机负载和发动机转速。与具有固定凸轮轴的发动机相比，这种可变控制促进了提高的发动机性能，减少的排放以及增加的燃料效率。更具体地说，当发动机起动转动并且不发生点火事件时，电动VCT系统提供凸轮轴定位功能。换句话说，在发动机起动期间，电动VCT系统可以移动凸轮轴至第一点火事件的理想位置。在一个示例中，电动VCT系统根据基于曲轴位置和凸轮轴表面点火感测(PIP)信号计算的闭环反馈来调节凸轮轴位置。在发动机转速达到最小阈值之前，这些信号可能是不可用和/或不可靠的。相应地，在发动机转速达到最小阈值之前，凸轮轴的闭环控制是不可用的。一种避免该问题的方法是，在发动机停机之前，将凸轮轴移至第一点火事件的理想位置。通过这种方式，当发动机起动时，凸轮轴能够位于所述理想位置。然而，本专利技术者认识到这些途径的问潜在题。例如，VCT系统可能不包括当VCT系统被断电时将凸轮轴保持在理想位置的锁紧销。在这种情况下，在发动机停机期间发动机转速下降至低于某个阈值时并且在发动机起动期间发动机转速高于另一个阈值之前，闭环反馈不可用。因此，由于在非受控阶段中的摩擦阻力效应，凸轮轴的位置可以移至延迟位置，并且因此不会保持在第一发动机点火事件的理想位置。
技术实现思路
因此，在一个示例中，上述一些问题可以通过用于控制电动VCT执行器的方法解决。所述方法包括，在发动机停机期间，用电动VCT执行器调节凸轮轴至目标起动位置，施加第一电流至电动VCT执行器以保持目标起动位置，和在发动机起动期间凸轮轴反馈变为可用之前，施加第二电流至电动VCT执行器以保持目标起动位置。第一电流可以是与条件无关的固定电流水平，或第一电流可以根据所述条件调节至各种不同的水平。类似地，第二电流也可以是与条件无关的固定电流水平，或第二电流可以根据条件调节至各种不同的水平，但是其在给定的发动机起动过程中不同于第一电流。在一个示例中，通过在发动机停机和起动期间凸轮轴测量不可用时为VCT执行器提供指定电流，可用基本防止凸轮轴从目标起动位置偏移。在一些实施例中，在发动机起动和停机之间施加给VCT执行器的电流可以不同，因为在发动机起动期间和停机期间施加给凸轮轴的气门机构扭矩可以不同。而且，当凸轮轴位置反馈变为可用时，可以确认凸轮轴位置相对于目标起动位置的精确度。在凸轮轴位置不在目标起动位置的情况下，可以控制电动VCT执行器以快速调节凸轮轴位置至目标起动位置，因为凸轮轴很可能靠近目标起动位置。因此，在重新获得反馈控制之后，凸轮轴到达目标起动位置所需的时间相对于当凸轮轴位置反馈不可用时对于不同条件不提供不同电流水平的电动VCT系统可以充分减小，或在理想的情况下减小至零。在另一个示例中，一种系统包括：发动机，所述发动机包括至少一个汽缸；连接至所述至少一个汽缸的凸轮轴，所述凸轮轴可执行为操作所述至少一个汽缸的进气门和/或排气门；可操作地连接至所述凸轮轴的电动VCT执行器，所述电动VCT执行器可操作为定位所述凸轮轴；以及控制器，所述控制器包括处理器和具有指令的计算机可读介质，当由所述处理器执行所述指令时：在发动机停机期间，用电动VCT执行器调节凸轮轴位置至目标起动位置；施加第一电流给电动VCT执行器，以保持所述目标起动位置；和在发动机起动期间凸轮轴位置反馈可用之前，施加第二电流给电动VCT执行器，以保持所述目标起动位置。在另一个示例中，所述计算机可读介质还包括指令，当由所述处理器执行所述指令时：响应于发动机起动之后凸轮轴位置反馈变为可用，确认凸轮轴的位置；并且如果凸轮轴不在所述目标起动位置，则用电动VCT执行器调节凸轮轴位置至目标起动位置。在另一个示例中，所述计算机可读介质还包括指令，当由所述处理器执行所述指令时：响应于凸轮轴位置距离所述目标起动位置大于阈值，调节施加给电动VCT执行器的第一电流和第二电流中的一个或两个，以将凸轮轴保持在目标起动位置以用于下一次发动机起动。在另一个示例中，响应于在发动机停机期间发动机自旋时凸轮轴位置反馈变为不可用，施加第一电流。在另一个示例中，第一电流被设置为与条件无关的固定电流水平，并且第二电流被设置为与条件无关的固定电流水平。在另一个示例中，第一电流小于第二电流。在另一个示例中，一种方法包括：在发动机停机期间，用电动VCT执行器调节凸轮轴位置至目标起动位置；响应于在发动机停机期间发动机自旋时凸轮轴位置信号变为不可用，施加第一电流给电动VCT执行器，以保持所述目标起动位置；和将施加给电动VCT执行器的电流从第一电流增加至大于所述第一电流的第二电流，以补偿发动机停机期间气门机构的瞬态惯性负载；以及在发动机起动期间凸轮轴位置反馈变为可用之前，施加第三电流给电动VCT执行器，以保持所述目标起动位置。在另一个示例中，该方法还包括：响应于发动机起动之后凸轮轴位置反馈变为可用，确认凸轮轴位置；和如果凸轮轴不在所述目标起动位置，则用电动VCT执行器调节凸轮轴位置至目标起动位置。在另一个示例中，该方法还包括：响应于凸轮轴位置距离所述目标起动位置大于阈值，调节施加给电动VCT执行器的第一电流和第二电流中的一个或两个以将凸轮轴保持在目标起动位置以用于下一次发动机起动。在另一个示例中，第一电流小于第三电流，并且其中第三电流被施加给电动VCT执行器，直到发动机转速大于速度阈值。在另一个示例中，一种方法包括，在包括停机和随后立即起动转动并且加速运转的非燃烧发动机操作的不同条件期间凸轮轴位置反馈不可用时，施加不同的电流水平给发动机的电动VCT执行器。应当理解，提供上述
技术实现思路
以便以简单的形式介绍将在下面的具体实施方式中进一步详细描述的选择的概念。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或必要特征，所附权利要求限定的保护范围。而且，要求保护的主题不限于解决上面或本专利技术的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了根据本专利技术的发动机系统的实施例。图2示出了根据本专利技术的电动可变凸轮正时(VCT)系统的实施例。图3A和图3B示出了用可变凸轮正时执行器调节凸轮轴位置的方法的实施例。图4示出了表征在各种工况期间施加给电动VCT执行器的电流的图示。具体实施方式本专利技术提供了用电动可变凸轮正时(VCT)系统调节发动机(例如图1所示的发动机)的凸轮轴的位置的方法和系统。更具体地说，在发动机停机期间，凸轮轴位置可以调节至目标起动位置，从而为接下来的发动机起动的第一点火事件做准备。而且，在发动机停机期间和随后的发动机起动期间当凸轮轴位置反馈不可用时，凸轮轴可以保持在目标起动位置，例如，在理想正时的度的一定范围内(例如5度或更小)保持在目标起动位置。例如，当凸轮轴反馈不可用时，通过施加预设电流给电动VCT执行器(例如图2所示的电动VCT执行器)以补偿发动机停机和发动机起动期间施加给凸轮轴的气门机构扭矩，凸轮轴可以保持在目标起动位置。控制器可以构造成在发动机停机和起动期间当凸轮轴位置反馈不可用时执行控制例程，例如图3A和图3B的示例性例程，以保持凸轮轴位置在目标起动位置。通过施加预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制可变凸轮正时即VCT执行器的方法，包括：在发动机停机期间，用所述VCT执行器调节凸轮轴至目标起动位置；施加第一保持水平给所述VCT执行器，以保持所述目标起动位置；和在发动机起动期间凸轮轴位置反馈变为可用之前，施加第二保持水平给所述VCT执行器，以保持所述目标起动位置。

【技术特征摘要】
2012.04.04 US 13/439,7421.一种用于控制可变凸轮正时即VCT执行器的方法，包括：在发动机停机期间但是在发动机停止之前：用所述VCT执行器调节凸轮轴至目标起动位置；并且然后施加第一较低的保持水平和然后第二较高的保持水平给所述VCT执行器，以保持所述目标起动位置；在发动机停止时，从所述第二保持水平减小电流；和在发动机起动期间凸轮轴位置反馈变为可用之前，施加高于所述第一保持水平的第三保持水平给所述VCT执行器，以保持所述目标起动位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述VCT执行器是电动VCT执行器，并且所述第一保持水平是第一电流，而所述第二保持水平是第二电流，第三保持水平是第三电流。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：将施加给所述电动VCT执行器的电流从所述第一电流增加至所述第二较高的电流，以补偿发动机停机期间的气门机构的瞬态惯性负载。4.根据权利要求2所述的方法，还包括：响应于在发动机起动之后凸轮轴位置反馈变为可用，确认凸轮轴位置；并且如果所述凸轮轴不在所述目标起动位置，则用所述电动VCT执行器调节所述凸轮轴位置至所述目标起动位置。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：响应于所述凸轮轴位置距离所述目标起动位置大于阈值，调节施加给所述电动VCT执行器的所述第一电流和所述第三电流中的一个或两...

【专利技术属性】
技术研发人员：王沿，J·D·欧文，邱金辉，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：