[发明专利]凸轮轴相位器位置控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及发动机控制，更具体的是，涉及凸轮轴位置检测和控制。

背景技术

此处提供的背景技术描述，目的是为了从整体上介绍本发明的背景。在背景技术部分中描述的目前署名的发明人的工作，以及在提交时可能不构成现有技术的描述的各个方面，既没有明示地也没有默示地被认为是针对本发明的现有技术。

凸轮轴致动内燃发动机的阀。在双顶置凸轮轴结构中，发动机包括每排汽缸所用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阀和排气阀。调整曲轴和凸轮轴之间的定位和定时以使火花点火和燃料喷射适当同步，这改善了在燃料消耗和污染物排放方面的发动机效率。

发动机控制系统可包括一个或多个凸轮轴定相设备(凸轮相位器)。凸轮相位器可被用于产生排气凸轮轴和进气凸轮轴和/或曲轴之间的连续可变的旋转补偿，这改变了进气阀和排气阀之间的打开和关闭时间。通常，凸轮相位器从凸轮轴位置传感器接收位置信息。凸轮轴位置传感器向控制模块发送信号。控制模块产生关于指令位置信号的补偿信号，以控制凸轮相位器。

基于凸轮相位器的控制系统通常包括液压致动器和控制阀。控制阀被用于基于位置指令信号和当前凸轮轴位置信号来调整液压流体向液压致动器的流动。液压流体的粘度和压力可以变化，这影响了动态控制性能。基于凸轮相位器的控制系统趋于对发动机的油温、寿命和压力的变化、以及由位置传感器变化所引起的噪声敏感。控制系统也趋于具有变化的响应时间。这会对发动机性能产生消极影响。

发明内容

提供了用于发动机的凸轮轴相位器(phasor)控制系统，包括位置控制模块。位置控制模块基于凸轮轴位置信号和增益信号产生位置控制信号。增益计算电路基于位置控制信号产生增益信号，并将增益信号反馈给位置控制模块。位置控制模块基于增益信号为发动机的凸轮轴定位。

在另一个特征中，提供了操作用于发动机的凸轮轴相位器控制系统的方法，包括位置控制信号的产生。基于凸轮轴位置误差信号和增益信号产生位置控制信号。基于位置控制信号的反馈产生增益信号。发动机的凸轮轴基于增益信号定位。

在又一个特征中，提供了包括凸轮轴的用于发动机的控制系统。凸轮轴传感器产生凸轮轴信号，该信号表示凸轮轴的位置。主控制模块产生凸轮轴位置指令信号。位置控制模块基于凸轮轴信号、凸轮轴位置指令信号和增益信号产生位置控制信号。增益计算电路接收位置控制信号并基于位置控制信号产生增益信号。位置控制模块基于增益信号产生位置控制信号以定位凸轮轴。

通过本文的描述，进一步的应用领域将变得很明显。应该理解，所做描述和具体实例仅旨在说明的目的，并不旨在限定本发明的保护范围。

附图说明

这里描述的附图仅为说明目的，并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

图1为根据本发明的实施例的包含凸轮轴相位器控制系统的发动机控制系统的功能模块图。

图2为根据本发明的实施例的凸轮轴相位器控制系统的功能模块图。

图3为示出根据本发明的实施例的示例性凸轮轴相位器致动系统的功能模块图。

图4为示出根据本发明的实施例的凸轮轴相位器控制系统的过程增益的排气凸轮轴系统增益曲面图。

图5为示出根据本发明的实施例的凸轮轴相位器控制系统的操作方法的流程图。

具体实施方式

下面的描述实质上只是示例性的并不旨在限制本发明、应用或使用。如在此使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共用的，专用的或分组的)和执行一个或更多软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或其他提供所述功能的合适部件。为了清楚起见，在附图中采用相同的标记号来标记相似的元件。

现在参看图1，示出了包含凸轮轴相位器控制系统12的发动机控制系统10的功能模块图。发动机控制系统10包括发动机14，发动机14具有一个或多个凸轮轴16、18。凸轮轴16、18的位置由凸轮轴相位器控制系统12控制。基于已知的可从发动机性能改进信息中获得的凸轮轴相位器控制电路特性和闭环系统的性能来调谐凸轮轴相位器控制系统12。

凸轮轴相位器系统特性可包括增益、时间常数、延迟时间和其他凸轮轴相位器特性。发动机性能改进信息可涉及凸轮轴和曲轴位置信息、火花点火、燃料喷射、气流和其他发动机性能参数。凸轮轴相位器控制系统12具有安排的增益(scheduled gains)，用于控制一个或多个凸轮轴相位器以提供满足给定的鲁棒性标准的增益余量和闭环相位。