專利名稱：用于電動可變氣門操作的前饋控制的制作方法
用于電動可變氣門操作的前饋控制
背景技術(shù)：
可變凸輪軸正時(shí)(VCT)系統(tǒng)使得凸輪軸的角位置調(diào)節(jié)能夠改變發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)，以便適應(yīng)發(fā)動機(jī)的各種操作條件。例如，在低負(fù)載條件期間，VCT系統(tǒng)可以通過凸輪軸位置調(diào)節(jié)來改變氣門正時(shí)以增加操作效率并增加燃料經(jīng)濟(jì)性。相應(yīng)地，在高負(fù)載條件期間， VCT系統(tǒng)可以通過凸輪軸位置調(diào)節(jié)來改變氣門正時(shí)以增加發(fā)動機(jī)輸出。在一個(gè)示例中，VCT系統(tǒng)通過控制電動馬達(dá)來調(diào)節(jié)凸輪軸相對于基準(zhǔn)曲軸位置測量的角位置，所述電動馬達(dá)可操作而用于改變凸輪軸的角位置。在典型的反饋控制方法中， 在VCT系統(tǒng)介入之前觀測凸輪軸的角位置的誤差以操作電動馬達(dá)來對凸輪軸位置的角誤差進(jìn)行校正。然而，發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到這種反饋控制系統(tǒng)所具有的若干潛在問題。舉例來說，凸輪軸位置測量的更新率并沒有快到足以補(bǔ)償通過反饋控制觀測的角位置誤差。這樣，為了補(bǔ)償角位置誤差而進(jìn)行的凸輪軸位置調(diào)節(jié)受到延遲，從而導(dǎo)致控制精度降低。另一方面，通過安裝包括具有更多齒的照準(zhǔn)標(biāo)志的凸輪軸位置傳感器能夠增加凸輪軸位置測量的更新率，但是這種位置傳感器將增加系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)示例中，上述問題可以通過一種方法來解決，所述方法用于控制定位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用的電動馬達(dá)來改變氣缸氣門操作。所述方法可以包括調(diào)節(jié)電動馬達(dá)的扭矩輸出以抵消從氣門機(jī)構(gòu)源施加至調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的預(yù)期周期性扭矩干擾，從而將調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)定位在期望位置。舉例來說，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以包括可變凸輪軸正時(shí)致動器，所述致動器調(diào)節(jié)凸輪軸的角位置以改變氣缸氣門正時(shí)。在操作過程中，例如基于凸輪軸的旋轉(zhuǎn)而周期性地產(chǎn)生的扭矩干擾可能導(dǎo)致凸輪軸的角位置誤差。然而，由于扭矩干擾以周期性為基礎(chǔ)發(fā)生，因此能夠預(yù)期和表征扭矩干擾。在一個(gè)具體示例中，周期性干擾扭矩用于生成前饋控制信號以調(diào)節(jié)電動馬達(dá)的輸出扭矩。通過基于預(yù)期扭矩干擾來調(diào)節(jié)電動馬達(dá)的輸出扭矩，能夠基本上減少或消除凸輪軸角位置誤差。換言之，可以由電動馬達(dá)提供扭矩以在扭矩干擾出現(xiàn)時(shí)抵消這些扭矩干擾，以將凸輪軸維持在期望角位置處。另一方面，在反饋響應(yīng)系統(tǒng)中，在提供校正調(diào)節(jié)之前就已經(jīng)出現(xiàn)了凸輪軸角位置誤差。應(yīng)理解，提供上述概要描述是為了以簡化形式引入在隨后的詳細(xì)說明中進(jìn)一步描述的概念的片段。這并不意味著確定了所要求保護(hù)的主題內(nèi)容的關(guān)鍵或主要特征，所述主題內(nèi)容的范圍由詳細(xì)說明之后的權(quán)利要求來限定。所要求保護(hù)的主題內(nèi)容并不限于解決了上述任何缺點(diǎn)或該公開的任何部分中的實(shí)施方案。


本公開的主題內(nèi)容將通過結(jié)合附圖閱讀如下非限制性實(shí)施方式的詳細(xì)描述而得到更好的理解，在附圖中
圖1是本公開的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖。圖2是可以在圖1中的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中實(shí)施的電動可變氣門操作系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖。圖3是電動馬達(dá)控制系統(tǒng)的實(shí)施方式的框圖。圖4是用于控制可變凸輪軸正時(shí)系統(tǒng)的電動馬達(dá)的方法的實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式本公開涉及操作電動馬達(dá)來增強(qiáng)氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在發(fā)動機(jī)的各種操作條件下的位置控制，以增加氣缸氣門控制精度。更具體地說，本公開涉及表征影響氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的周期性干擾并通過生成前饋控制信號預(yù)期它們的發(fā)生來補(bǔ)償周期性干擾，以基本減少或消除氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的位置誤差。現(xiàn)在參照一些圖示實(shí)施方式以實(shí)施例方式來描述本公開的主題內(nèi)容。在兩個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中基本相同的部件同等地標(biāo)識，并且以最少的重復(fù)來描述。然而，應(yīng)注意，在本公開的不同實(shí)施方式中的同等地標(biāo)識的部件可能是至少部分地不同的。還應(yīng)注意，本公開中包含的附圖是示意性的。圖示實(shí)施方式的視圖不是按比例繪制的，長寬比、特征尺寸和特征數(shù)量可能被特意變形以使得選定的特征或關(guān)系更容易看到。圖1是示出了多缸發(fā)動機(jī)10的一個(gè)氣缸的示意圖，所述發(fā)動機(jī)10可以被包括在汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中。發(fā)動機(jī)10可以至少部分地通過包括控制器12的控制系統(tǒng)并通過經(jīng)由輸入裝置130來自車輛駕駛員132的輸入來控制。在該實(shí)施例中，輸入裝置130包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機(jī)10的燃燒室(即氣缸)30可以包括燃燒室壁32，燃燒室壁32內(nèi)定位有活塞36?；钊?6可以聯(lián)接至曲軸40， 從而將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲軸40可以通過中間傳輸系統(tǒng)聯(lián)接至車輛的至少一個(gè)驅(qū)動輪。另外，起動馬達(dá)可以通過飛輪聯(lián)接至曲軸40，以便使發(fā)動機(jī)10能夠進(jìn)行起動操作。燃燒室30可以通過進(jìn)氣通道42從進(jìn)氣歧管44接收進(jìn)氣，并且通過排氣通道48 排放燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48可以通過各自的進(jìn)氣門52和排氣門M與燃燒室30選擇性地連通。在一些實(shí)施方式中，燃燒室30可以包括兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣門和/或兩個(gè)或更多個(gè)排氣門。在該實(shí)施例中，進(jìn)氣門52和排氣門M可以經(jīng)由各自的凸輪致動系統(tǒng)51和53通過凸輪致動來控制。凸輪致動系統(tǒng)51和53均可以包括一個(gè)或更多個(gè)凸輪。進(jìn)氣門52和排氣門M的位置可以分別通過位置傳感器55和57確定。在另選的實(shí)施方式中，進(jìn)氣門52 和/或排氣門M可以通過電動氣門致動來控制。例如，氣缸30可以另選地包括通過電動氣門致動來控制的進(jìn)氣門和通過凸輪致動來控制的排氣門，所述凸輪致動包括CPS和/或 VCT系統(tǒng)。一個(gè)或更多個(gè)凸輪致動系統(tǒng)51和53可以包括電動可變氣門操作系統(tǒng)200。所述電動可變氣門操作系統(tǒng)200可以基于操作條件調(diào)節(jié)氣缸氣門的升程和/或正時(shí)。所述可變氣門操作系統(tǒng)200可以采用可以通過控制器12操作來改變氣門操作的可變凸輪正時(shí)(VCT) 系統(tǒng)、凸輪輪廓線變換(CPS)系統(tǒng)、可變氣門正時(shí)(VVT)系統(tǒng)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一種或更多種。電動可變氣門操作系統(tǒng)200通過改變相應(yīng)的凸輪軸的角位置來改變進(jìn)氣門和/或排氣門的氣門正時(shí)。具體地說，電動可變氣門操作系統(tǒng)200包括電動馬達(dá) 202 (圖2中所示)，電動馬達(dá)202可操作成提供扭矩以使凸輪軸旋轉(zhuǎn)或保持至期望角位置。 而且，電動可變氣門操作系統(tǒng)200通過改變氣門升程致動器的位置來改變進(jìn)氣門和/或排氣門的氣門升程。具體地說，電動可變氣門操作系統(tǒng)200包括電動馬達(dá)220(在圖2中示出)，該電動馬達(dá)220可操作成提供扭矩輸出以將氣門升程致動器定位(或保持)在期望位置。下面將參照圖2進(jìn)一步詳細(xì)地描述電動可變氣門操作系統(tǒng)200。燃料噴射器66被示出為直接聯(lián)接至燃燒室30，以用于通過電子驅(qū)動器68與從控制器12接收到的信號FPW的脈沖寬度成比例地將燃料直接噴射到燃燒室30內(nèi)。這樣，燃料噴射器66提供了所謂的將燃料直接噴射到燃燒室30內(nèi)直噴。燃料噴射器例如可以安裝在燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部中。燃料可以通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(tǒng)(未示出)輸送至燃料噴射器66。在一些實(shí)施方式中，在提供所謂的將燃料噴射到燃燒室30上游的進(jìn)氣口內(nèi)的氣口噴射的構(gòu)造中燃燒室30可以另選地或附加地包括布置在進(jìn)氣通道44中的燃料噴射器。進(jìn)氣通道44[sic:42]可以包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在該具體實(shí)施例中， 節(jié)流板64的位置可以由控制器12通過提供給包括在節(jié)氣門62中的電動馬達(dá)或致動器的信號來改變，該電動馬達(dá)或致動器即通常稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)的構(gòu)造。這樣，節(jié)氣門 62可以被操作而改變連同其他發(fā)動機(jī)氣缸一起供給燃燒室30的進(jìn)氣。節(jié)流板64的位置可以通過節(jié)氣門位置信號TP提供給控制器12。進(jìn)氣通道42可以包括用于分別將信號MAF 和MAP提供給控制器12的質(zhì)量氣流傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122。在選定操作模式下，噴射系統(tǒng)88可以響應(yīng)于來自控制器12的火花提前信號SA而借助于火花塞92向燃燒室30提供點(diǎn)火火花。盡管示出了火花點(diǎn)火部件，但是在一些實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)10的燃燒室30或一個(gè)或更多個(gè)其他燃燒室可以在具有點(diǎn)火火花或不具有點(diǎn)火火花的情況下以壓燃模式操作。排氣傳感器1 被示出為在排放控制裝置70的上游聯(lián)接至排氣通道48。傳感器 126可以是用于提供排氣空氣/燃料比的指示的任何合適的傳感器，諸如線性氧傳感器或 UEGO (通用或?qū)挿秶艢庋?、雙態(tài)氧傳感器或EG0、HEG0 (加熱EGO) ,NOx,HC或CO傳感器。 排放控制裝置70被示出為在排氣傳感器126的下游沿著排氣通道48布置。裝置70可以是三元催化器(TWC)、NOx捕集器、各種其他排放控制器或這些裝置的組合。在一些實(shí)施方式中，在發(fā)動機(jī)10操作過程中，排放控制裝置70可以通過在特定空氣/燃料比內(nèi)操作發(fā)動機(jī)的至少一個(gè)氣缸來周期性地復(fù)位。控制器12在圖1中被示出為微計(jì)算機(jī)，其包括微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲介質(zhì)(在該具體實(shí)施例中被示出為只讀存儲器芯片106)、隨機(jī)訪問存儲器108、保持記憶存儲器110以及數(shù)據(jù)總線。除了上述討論的那些信號之外，控制器12可以從聯(lián)接至發(fā)動機(jī)10的傳感器接收各種信號，包括來自質(zhì)量氣流傳感器120的引入質(zhì)量氣流(MAF)的測量、來自聯(lián)接至冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT)、來自聯(lián)接至曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118(或其他類型)的輪廓線點(diǎn)火拾取(PIP)信號、來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP)；以及來自傳感器122 的絕對歧管壓力信號MAP。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號RPM可以通過控制器12利用信號PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以用于提供進(jìn)氣歧管中的真空或壓力的指示。注意，可以利用上述傳感器的各種組合，例如在沒有MAP傳感器情況下的MAF傳感器或在沒有 MAF傳感器的情況下的MAP傳感器。在化學(xué)計(jì)算操作過程中，MAP傳感器可以給出發(fā)動機(jī)扭矩的指示。另外，該傳感器與檢測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一起可以提供引入到氣缸內(nèi)的充氣(包括空氣)的估計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，還用作發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器118可以在曲軸每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的相等間隔的脈沖。如上所述，圖1僅示出了多缸發(fā)動機(jī)的一個(gè)氣缸，并且每個(gè)氣缸可以類似地包括其自身的一組進(jìn)氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。圖2是電動可變氣門操作系統(tǒng)200的示意圖。根據(jù)操作條件，電動可變氣門操作系統(tǒng)200采用電動馬達(dá)202來改變發(fā)動機(jī)10的氣缸氣門的氣門正時(shí)，采用電動馬達(dá)220來改變發(fā)動機(jī)10的氣缸氣門的氣門升程。舉例來說，如本文描述的電動可變氣門操作系統(tǒng)200 可以調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)10的進(jìn)氣門52的氣門操作。然而，應(yīng)意識到，該可變氣門操作系統(tǒng)可以改變發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門和/或排氣門的氣門升程/定時(shí)。電動馬達(dá)202通過調(diào)節(jié)凸輪軸51的角位置來改變氣門正時(shí)。具體地說，電動馬達(dá) 202基于從控制器12接收到的凸輪軸位置信號提供輸出扭矩。電動馬達(dá)202可以包括具有相對高磁滯程度的同步型馬達(dá)，從而即使馬達(dá)轉(zhuǎn)速改變時(shí)也能夠產(chǎn)生相對恒定的扭矩輸出。應(yīng)意識到，在電動可變氣門操作系統(tǒng)中可以實(shí)施幾乎任何合適類型的電動馬達(dá)。在一些條件下，電動馬達(dá)202提供輸出扭矩以調(diào)節(jié)凸輪軸51的角位置。例如，電動馬達(dá)202可以提供輸出扭矩以瞬時(shí)調(diào)節(jié)凸輪軸的角位置，以便基于發(fā)動機(jī)的操作條件提前/延遲氣門正時(shí)。在一些條件下，電動馬達(dá)202可以提供輸出扭轉(zhuǎn)以將凸輪軸51維持在期望角位置處。例如，從發(fā)動機(jī)和與電動馬達(dá)和/或凸輪軸相互的氣門機(jī)構(gòu)部件的致動可以產(chǎn)生作用在電動馬達(dá)202和/或凸輪軸51上的各種扭矩干擾，并且電動馬達(dá)可以提供輸出扭矩以抵消這種扭矩干擾，以將凸輪軸的角位置維持在期望角位置處。凸輪致動機(jī)構(gòu)204操作地將電動馬達(dá)202聯(lián)接至凸輪軸51。凸輪致動機(jī)構(gòu)204包括齒輪組件，該齒輪組件將電動馬達(dá)的輸出扭矩施加至凸輪軸以基于凸輪軸位置信號調(diào)節(jié)或維持凸輪軸的角位置。凸輪致動機(jī)構(gòu)204可以調(diào)節(jié)凸輪軸的角位置以提前/延遲氣門正時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，凸輪致動機(jī)構(gòu)使凸輪軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)以延遲氣門正時(shí)并且/或者使凸輪軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)以提前氣門正時(shí)。凸輪致動機(jī)構(gòu)204的傳動裝置中的摩擦可能導(dǎo)致扭矩干擾，這會影響電動馬達(dá)將曲軸保持在期望角位置的控制精度。在一些實(shí)施方式中，凸輪致動機(jī)構(gòu)可以包括在電動馬達(dá)中。凸輪軸51包括通過正時(shí)鏈208與曲軸40的曲軸鏈輪210操作地相聯(lián)的凸輪軸鏈輪206。凸輪軸鏈輪206的尺寸大小相對于曲軸鏈輪210為2 1，從而凸輪軸51每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，曲軸40旋轉(zhuǎn)兩整轉(zhuǎn)。由于氣缸燃燒而施加至曲軸40上的扭矩可以經(jīng)由正時(shí)鏈208從曲軸傳遞至凸輪軸51。而且，傳遞的扭矩可能產(chǎn)生通過致動機(jī)構(gòu)204傳輸至電動馬達(dá)202 的扭矩干擾，這會影響電動馬達(dá)將曲軸定位(例如瞬時(shí)調(diào)節(jié))或保持在期望角位置的控制精度。凸輪軸51包括沿著凸輪軸位于不同角位置處的凸輪凸角212。每個(gè)凸輪凸角212 都具有沿著角位置的方向遠(yuǎn)離凸輪軸的中心延伸的輪廓。由于每個(gè)凸輪凸角212都沿著不同角方向從凸輪軸51突出，凸輪軸的質(zhì)量在這些角方向上遠(yuǎn)離凸輪軸的中心分散。在凸輪軸51旋轉(zhuǎn)時(shí)，沿著凸輪軸分布在不同角位置的質(zhì)量可能產(chǎn)生作用在致動機(jī)構(gòu)204上并相應(yīng)地作用在電動馬達(dá)202上的扭矩干擾，這會影響電動馬達(dá)將曲軸定位或保持在期望角位置的控制精度。每個(gè)凸輪凸角212都具有通過氣門升程致動器2 作用在進(jìn)氣門52的氣門彈簧 214上以限定氣門致動事件的持續(xù)時(shí)間的輪廓。具體地說，當(dāng)凸輪軸51旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)凸輪凸角212壓靠相應(yīng)的氣門升程致動器226以壓縮氣門彈簧214。當(dāng)凸輪凸角輪廓的頂點(diǎn)克服氣門彈簧旋轉(zhuǎn)而將進(jìn)氣門52向下推動到打開位置時(shí)，氣門彈簧214受到更大的壓縮。當(dāng)凸輪軸進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪凸角輪廓的頂點(diǎn)遠(yuǎn)離氣門升程致動器2 運(yùn)動，從而允許氣門彈簧解除壓縮并使進(jìn)氣門52返回到關(guān)閉位置。氣門升程致動器226、氣門彈簧214和進(jìn)氣門52的致動施加通過凸輪軸51等傳遞至電動馬達(dá)202的扭矩干擾，這會影響電動馬達(dá)將曲軸保持在期望角位置處的控制精度。電動馬達(dá)220提供輸出扭矩以調(diào)節(jié)中間軸224的角位置，該中間軸2M調(diào)節(jié)氣門升程致動器2 相對于凸輪軸51的位置以改變氣門升程。電動馬達(dá)220可以通過致動機(jī)構(gòu)222聯(lián)接至中間軸224。致動機(jī)構(gòu)222包括齒輪組件，該齒輪組件將電動馬達(dá)的輸出扭矩施加至中間軸以基于氣門升程位置信號調(diào)節(jié)或維持中間軸的角位置。致動機(jī)構(gòu)222可以調(diào)節(jié)中間軸224的角位置以在氣門致動事件過程中增加/減少進(jìn)氣門52的升程量。在一個(gè)實(shí)施例中，該致動機(jī)構(gòu)包括蝸輪，該蝸輪旋轉(zhuǎn)中間軸以調(diào)節(jié)氣門升程相對于凸輪軸的位置。 致動機(jī)構(gòu)222中的傳動裝置的摩擦可能產(chǎn)生扭矩干擾，這種扭矩干擾會影響電動馬達(dá)將中間軸定位在期望角位置處的控制精度。在一些實(shí)施方式中，該致動機(jī)構(gòu)可以包括在電動馬達(dá)中。氣門升程致動器2 相對于凸輪軸51的位置限定了進(jìn)氣門在氣門致動事件過程中的升程量。具體地說，氣門升程致動器包括搖臂，該搖臂基于中間軸的位置變化或多或少地從與凸輪軸的相互作用來致動，以使搖臂朝向或遠(yuǎn)離凸輪軸旋轉(zhuǎn)。例如，當(dāng)搖臂朝向凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以增加氣門升程量。相應(yīng)地，當(dāng)搖臂遠(yuǎn)離凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以降低氣門升程量。 氣門升程致動器2 可以與中間軸2M相互作用以將扭矩干擾傳遞至電動馬達(dá)220。例如， 在氣門致動期間由氣門升程致動器-中間軸的相互作用產(chǎn)生的周期性扭矩干擾可以被傳遞至電動馬達(dá)。而且，由于凸輪軸51與氣門升程致動器2 相互作用，施加至凸輪軸的周期性扭矩干擾還可以借助于氣門升程致動器和中間軸傳遞至電動馬達(dá)220。這種扭矩干擾會影響中間軸遠(yuǎn)離期望位置的定位，從而導(dǎo)致氣門升程量控制誤差。凸輪軸驅(qū)動的燃料泵216安裝至凸輪軸51。凸輪軸51的旋轉(zhuǎn)操作燃料泵216以將噴射用燃料泵送到發(fā)動機(jī)10中。在一個(gè)實(shí)施例中，燃料泵216包括杠桿，該杠桿在凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)與凸輪軸相互作用以使燃料泵216內(nèi)的泵往復(fù)運(yùn)動以積累燃料壓力。燃料泵216 的杠桿的往復(fù)運(yùn)動可能施加被傳遞至凸輪軸51等的扭矩干擾，這會影響電動馬達(dá)將曲軸保持在期望角位置的控制精度。舉例來說，來自燃料泵的扭矩干擾可能基于燃料泵(例如直噴燃料泵)的泵沖程?？梢哉{(diào)節(jié)沖程以實(shí)現(xiàn)期望的燃料軌壓力。因而，扭矩干擾可以隨著燃料壓力變化以及相應(yīng)地燃料泵的泵沖程變化而變化。由于凸輪軸-氣門彈簧(或氣門升程致動器)的相互作用引起的扭矩干擾可能基于發(fā)動機(jī)的具體氣缸的狀態(tài)而變化。例如，作為部分發(fā)動機(jī)操作可以停用選定的氣缸，并且進(jìn)氣門可以保持關(guān)閉。這樣，可以修改凸輪軸-氣門彈簧的相互作用，并且相應(yīng)地可以改變相關(guān)聯(lián)的扭矩干擾。而且，特定氣缸的停用可以基于相關(guān)氣門相對于凸輪軸的位置而不同
8地影響周期性扭矩干擾。如上所述，電動可變氣門操作系統(tǒng)200與發(fā)動機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)和各種其他部件的相互作用可以將由于操作(例如旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動等)產(chǎn)生的扭矩干擾傳遞至電動馬達(dá)202，這會影響電動馬達(dá)將曲軸保持在期望角位置的控制精度。同樣，扭矩干擾可以被傳遞至電動馬達(dá)220，這會影響電動馬達(dá)將中間軸和/或可變氣門升程致動器保持在期望角位置的控制精度。扭矩干擾可能與凸輪軸、中間軸和/或曲軸的旋轉(zhuǎn)以及氣門升程致動器、氣門彈簧、氣門和/或燃料泵杠桿的往復(fù)運(yùn)動對應(yīng)地周期性地產(chǎn)生。這種干擾可以在發(fā)送至電動馬達(dá)202的凸輪軸位置信號和/或發(fā)送至電動馬達(dá)220的中間軸位置信號中表征和解決。 這樣，可以對位置信號進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變電動馬達(dá)202和/或電動馬達(dá)220的扭矩輸出以抵消這樣的扭矩干擾，以便降低角位置誤差并基本上將凸輪軸51和/或中間軸2M保持在期望位置。而且，電動可變氣門操作系統(tǒng)200包括各種傳感器以測量影響電動馬達(dá)的操作的氣門機(jī)構(gòu)和其他部件的操作參數(shù)，以便表征對扭矩干擾有貢獻(xiàn)的發(fā)動機(jī)部件的次級效應(yīng)。 凸輪軸位置傳感器55將凸輪軸位置信號發(fā)送至控制器12。曲軸位置傳感器118將曲軸位置信號發(fā)送至控制器12。燃料壓力傳感器218將燃料壓力信號發(fā)送至控制器112。中間軸位置傳感器2 將中間軸位置信號發(fā)送至控制器12。這些信號可以與來自上述參照圖1描述的傳感器的信號一起使用以表征對電動馬達(dá)202上的扭矩干擾有貢獻(xiàn)的氣門機(jī)構(gòu)部件的次級效應(yīng)。凸輪軸位置信號和/或中間軸位置信號可以被調(diào)節(jié)以抵消次級效應(yīng)以便進(jìn)一步降低角位置誤差。而且，可以脫機(jī)表征一些次級效應(yīng)而無需傳感器反饋。應(yīng)意識到，上述電動可變氣門操作系統(tǒng)、氣門機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī)部件等是示例性的，并且在不脫離本公開的范圍的情況下可以實(shí)現(xiàn)其他發(fā)動機(jī)構(gòu)造。例如，可以實(shí)現(xiàn)任何合適的發(fā)動機(jī)構(gòu)造，該構(gòu)造采用電動馬達(dá)抵消預(yù)期周期性干擾扭矩以降低可變氣門控制的位置誤差。在一些實(shí)施方式中，可變氣門操作系統(tǒng)可以改變氣門正時(shí)而不改變氣門升程。因而，包括電動馬達(dá)、中間軸和氣門升程致動器的可變氣門升程機(jī)構(gòu)可以從所述構(gòu)造中省略。注意， 凸輪軸和中間軸以及相關(guān)的中間部件可以稱為用于改變氣門操作的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。而且，改變氣門操作可以包括調(diào)節(jié)氣門正時(shí)和氣門升程中的一個(gè)或多個(gè)。圖3是電動馬達(dá)控制系統(tǒng)300的實(shí)施方式的框圖。該控制系統(tǒng)例如可以通過控制器12實(shí)現(xiàn)。電動馬達(dá)控制系統(tǒng)300表征發(fā)送至電動馬達(dá)202和/或電動馬達(dá)220的位置信號以產(chǎn)生用于將凸輪軸51的角位置和/或中間軸224的角位置調(diào)節(jié)(維持)至期望位置的期望輸出扭矩。電動馬達(dá)控制系統(tǒng)300包括反饋環(huán)，該反饋環(huán)提供凸輪軸和/或中間軸的實(shí)際位置，利用凸輪軸和/或中間軸的目標(biāo)位置評估該實(shí)際位置以產(chǎn)生用于電動馬達(dá)的初始扭矩項(xiàng)?？刂葡到y(tǒng)300表征由與凸輪軸和/或中間軸相互作用的氣門機(jī)構(gòu)部件和其他穩(wěn)態(tài)部件產(chǎn)生的周期性干擾。來自這些部件的周期性干擾提供在凸輪軸旋轉(zhuǎn)過程中周期性地作用在凸輪軸上的扭矩，該扭矩可能將凸輪軸從期望位置移開。同樣，周期性扭矩干擾可能作用在中間軸上而將其從期望位置移開。由于干擾根據(jù)基于凸輪軸的旋轉(zhuǎn)和/或氣缸氣門的致動的預(yù)定周期而產(chǎn)生，因此利用周期性干擾扭矩的預(yù)期來產(chǎn)生周期性干擾補(bǔ)償項(xiàng)。補(bǔ)償項(xiàng)是前饋控制信號，該前饋控制信號調(diào)節(jié)凸輪軸/中間軸位置信號的扭矩輸出以抵消周期性干擾，從而基本減小或消除由干擾引起的角誤差。
周期性干擾補(bǔ)償前饋控制項(xiàng)可以表征來自氣門機(jī)構(gòu)部件的周期性干擾扭矩。例如，氣門機(jī)構(gòu)部件可以包括凸輪軸和與凸輪軸相互作用的部件，所述部件通過凸輪軸傳遞扭矩，該扭矩在電動馬達(dá)202的輸出處觀察到。而且，氣門機(jī)構(gòu)部件可以包括中間軸和與中間軸相互作用以通過中間軸傳遞扭矩的部件，該扭矩在電動馬達(dá)220的輸出處觀察到。如上所述，氣門機(jī)構(gòu)扭矩干擾的示例可以包括凸輪軸的質(zhì)量動態(tài)，更具體地說，凸輪凸角的分布質(zhì)量，該凸輪凸角的分布質(zhì)量提供基于凸輪軸的旋轉(zhuǎn)周期地變化的扭矩干擾。作為另一示例，可以被表征的氣門機(jī)構(gòu)扭矩干擾包括氣門質(zhì)量動態(tài)。氣門質(zhì)量動態(tài)可以包括在氣門開/閉事件過程中在氣門往復(fù)運(yùn)動期間傳遞至凸輪軸的氣門的動量。作為又一示例，氣門機(jī)構(gòu)扭矩干擾可以包括由于氣門升程致動器、凸輪軸、氣門彈簧和中間軸之間的相互作用產(chǎn)生的扭矩干擾。例如，通過氣門升程致動器傳遞的周期性扭矩干擾可以在相對于凸輪軸調(diào)節(jié)搖臂位置時(shí)改變以調(diào)節(jié)氣門升程。而且，氣門機(jī)構(gòu)扭矩干擾可以包括氣門彈簧-凸輪軸的相互作用。換言之，在氣門打開/關(guān)閉(停用)事件期間作用在凸輪軸上的氣門彈簧的彈簧力以及氣門彈簧、搖臂和凸輪凸角之間的摩擦引起的扭矩干擾可以由周期性干擾補(bǔ)充前饋項(xiàng)來表征。在其中干擾包括氣門彈簧撓曲干擾的實(shí)施例中，干擾的各種頻率成分的大小可以基于發(fā)動機(jī)點(diǎn)火順序和發(fā)動機(jī)構(gòu)造(V型發(fā)動機(jī)、直列發(fā)動機(jī)等)以及進(jìn)氣門和/或排氣門是否停用。例如，如果氣缸的進(jìn)氣門和/或排氣門被停用(例如在燃燒循環(huán)期間保持關(guān)閉而不是打開)，干擾的扭轉(zhuǎn)特征(torque signature)與進(jìn)氣門和/或排氣門被啟用的情況相比可以變化。舉例來說，被啟用的進(jìn)氣門和/或排氣門在每個(gè)打開/關(guān)閉事件中都可以產(chǎn)生通過氣門彈簧傳遞至凸輪軸的周期性扭矩干擾。該扭矩干擾可以基于啟用的氣門的質(zhì)量動態(tài)以及凸輪軸-氣門彈簧(和/或搖臂)的相互作用。在氣缸停用時(shí)，將凸輪軸連接至氣門的搖臂可以被斷開，從而凸輪軸不致動氣門。由于氣門與凸輪軸不相互作用，由氣門的質(zhì)量動態(tài)產(chǎn)生的扭矩干擾在氣缸停用期間被減小或消除。而且，由氣門彈簧產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)干擾在氣缸停用期間可以被減小或消除。因而，通過前饋項(xiàng)提供的相消扭矩可以被動態(tài)地調(diào)節(jié)以在整個(gè)發(fā)動機(jī)操作過程中當(dāng)氣缸啟用/停用時(shí)適應(yīng)與氣缸相關(guān)的部件的不同扭矩特征。注意在某些條件下，氣缸的僅一個(gè)氣門可以被停用(例如進(jìn)氣門可以保持關(guān)閉而排氣門可以打開)。另外，在某些條件下，發(fā)動機(jī)的僅進(jìn)氣門可以被停用。在其中進(jìn)氣門通過同一凸輪軸控制的實(shí)施方式中，相對于控制排氣門的致動的凸輪軸，反作用扭矩對于該凸輪軸來說可以不同地變化。而且，在某些條件下，僅一些氣缸可以被停用(例如使進(jìn)氣門 /排氣門都保持關(guān)閉)，而其他氣缸可以工作(例如可變排量操作)。在選定的氣缸啟用/ 停用時(shí)，可以向/從周期性扭矩干擾補(bǔ)償項(xiàng)增加/減去用于扭矩干擾的扭矩特征以動態(tài)地抵消扭矩干擾并增加位置控制精度。周期性補(bǔ)償前饋項(xiàng)可以表征作用在凸輪軸和/或氣門機(jī)構(gòu)上的其他穩(wěn)態(tài)源。例如，前饋補(bǔ)償項(xiàng)可以包括從凸輪軸安裝的燃料泵提供的扭矩干擾的特性。舉例來說，致動燃料泵的杠桿可以騎跨在凸輪軸上并且凸輪軸的旋轉(zhuǎn)致使杠桿往復(fù)運(yùn)動。燃料泵杠桿的往復(fù)運(yùn)動性質(zhì)形成了通過前饋項(xiàng)預(yù)期的周期性扭矩干擾。來自燃料泵的周期性扭矩干擾可以基于燃料的泵沖程的持續(xù)時(shí)間而變化，所述燃料泵的泵沖程的持續(xù)時(shí)間基于燃料壓力變化。而且，周期性補(bǔ)償前饋項(xiàng)可以表征氣門機(jī)構(gòu)以及與凸輪軸相互作用的其他穩(wěn)態(tài)源的次級效應(yīng)。例如，次級效應(yīng)可以包括馬達(dá)輸入扭矩特征、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)溫度和/或部件的控制狀態(tài)，諸如燃料泵的壓力水平或氣缸啟用/停用。例如，可以使用燃料壓力確定燃料泵的泵沖程的長度，以便適當(dāng)?shù)乇碚鱽碜匀剂媳玫呐ぞ馗蓴_。作為另一示例，可以利用氣缸停用來調(diào)節(jié)來自停用的氣缸的氣門質(zhì)量動態(tài)和/或凸輪軸-氣門彈簧的相互作用的扭矩干擾的特性以抵消扭矩干擾。當(dāng)次級效應(yīng)參數(shù)變化時(shí)，氣門機(jī)構(gòu)的扭矩干擾也變化并且可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)所述特性。來自氣門機(jī)構(gòu)、相關(guān)部件及其次級效應(yīng)的周期性扭矩干擾的特性共同形成了扭矩表達(dá)式，該扭矩表達(dá)式被實(shí)現(xiàn)為前饋項(xiàng)以便為電動馬達(dá)產(chǎn)生合適的反作用扭矩以防止凸輪軸從期望角位置運(yùn)動離開。換言之，由于扭矩干擾根據(jù)基于凸輪軸等的旋轉(zhuǎn)的建立周期而產(chǎn)生，因此前饋項(xiàng)將預(yù)期扭矩干擾何時(shí)發(fā)生，并且命令電動馬達(dá)在適當(dāng)時(shí)間提供輸出扭矩以在干擾發(fā)生時(shí)抵消這些干擾。這樣，可以降低或消除凸輪軸的角位置誤差。控制系統(tǒng)可以包括可能影響凸輪軸的定位控制的電動馬達(dá)扭矩干擾。該電動馬達(dá)扭矩干擾可能導(dǎo)致扭矩從電動馬達(dá)通過致動機(jī)構(gòu)到凸輪軸的傳輸?shù)难舆t。這種延遲可能與電動馬達(dá)和/或致動機(jī)構(gòu)的內(nèi)部摩擦有關(guān)。相應(yīng)地，馬達(dá)滯后會影響扭矩到凸輪軸的傳輸。 這樣，電動馬達(dá)扭矩干擾被表征為電動馬達(dá)干擾補(bǔ)充前饋項(xiàng)，該前饋項(xiàng)與周期性干擾補(bǔ)償前饋項(xiàng)一起應(yīng)用以調(diào)節(jié)電動馬達(dá)的扭矩輸出。在一些條件下，電動馬達(dá)干擾補(bǔ)償前饋項(xiàng)可以更早地提供扭矩(或更大的扭矩) 以補(bǔ)償馬達(dá)和/或致動機(jī)構(gòu)的內(nèi)部(諸如由于摩擦或滯后引起的)任何延遲(或滯后)。 在一些條件下，電動馬達(dá)干擾補(bǔ)償前饋項(xiàng)可以(例如從周期性干擾補(bǔ)償項(xiàng))減少扭矩，因?yàn)轳R達(dá)的內(nèi)部摩擦可以提供一些抗干擾能力，例如如果干擾適當(dāng)?shù)匦〉脑挕Ｔ谝恍?shí)施方式中，可以在魯棒裕度內(nèi)以該量減小前饋反作用扭矩目標(biāo)以在不產(chǎn)生控制誤差的情況下抵制干擾。而且，在其中存在馬達(dá)滯后的一些條件下，可以利用馬達(dá)滯后減小前饋扭矩請求而不是對馬達(dá)供電以提供扭矩補(bǔ)償。這樣，可以降低馬達(dá)的功率消耗?？刂葡到y(tǒng)300向電動馬達(dá)提供凸輪軸/中間軸位置信號以生成控制角位置的輸出扭矩。位置信號由周期性干擾補(bǔ)償前饋項(xiàng)來操縱以預(yù)期來自氣門機(jī)構(gòu)、相關(guān)部件及其次級效應(yīng)的公知的周期性扭矩干擾。而且，位置信號由電動馬達(dá)干擾補(bǔ)償前饋項(xiàng)來操縱以補(bǔ)償延遲或滯后，并且另一方面如果內(nèi)部摩擦提供抗干擾能力和/或存在馬達(dá)滯后來抵消扭矩干擾，則降低了扭矩/功率。由于扭矩干擾被預(yù)期，可以在凸輪軸角位置產(chǎn)生誤差之前調(diào)節(jié)輸出扭矩。這樣可以增加凸輪軸控制精度。上述構(gòu)造使得各種用于控制電動馬達(dá)，更具體地說用于控制凸輪軸/中間軸的角位置的方法能夠改變氣門操作。因而，現(xiàn)在繼續(xù)參照上述構(gòu)造通過實(shí)施例方式描述這樣的一些方法。然而，應(yīng)理解，完全在本公開的范圍內(nèi)的這些及其他方法還可以借助于其他構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)。圖4是用于控制可變凸輪軸正時(shí)系統(tǒng)的電動馬達(dá)的方法400的實(shí)施方式的流程圖。方法400例如可以通過控制器12來執(zhí)行以控制電動馬達(dá)202的操作。該方法可以產(chǎn)生向電動馬達(dá)提供目標(biāo)輸出扭矩的位置信號。在步驟402，該方法可以包括表征來自氣門機(jī)構(gòu)源的周期性扭矩干擾。氣門機(jī)構(gòu)源可以包括氣門機(jī)構(gòu)部件和與凸輪軸、中間軸和/或中間部件相互作用的其他穩(wěn)態(tài)源。氣門機(jī)構(gòu)源可能產(chǎn)生基于凸輪軸/中間軸的旋轉(zhuǎn)的周期性扭矩干擾。而且表征來自氣門機(jī)構(gòu)源的周期性扭矩干擾可以包括表征來自氣門機(jī)構(gòu)源的次級效應(yīng)的扭矩干擾。該次級效應(yīng)可以包括不同的發(fā)動機(jī)參數(shù)，例如影響凸輪軸的旋轉(zhuǎn)的參數(shù)。例如，發(fā)動機(jī)參數(shù)可以包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)溫度等。作為具體實(shí)施例，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，凸輪軸旋轉(zhuǎn)也增加，這增加了周期性扭矩的頻率。另外，次級效應(yīng)可以包括凸輪軸部件的操作狀態(tài)參數(shù)，諸如安裝在凸輪軸上的燃料泵的壓力水平。作為具體實(shí)施例，如果燃料壓力適當(dāng)?shù)馗?，燃料泵的操作可能發(fā)生變化(例如關(guān)閉)，這可能影響由燃料泵提供給凸輪軸的扭矩干擾。在步驟404，該方法可以包括表征電動馬達(dá)扭矩干擾。電動馬達(dá)扭矩干擾可以由馬達(dá)和/或?qū)ⅠR達(dá)聯(lián)接至凸輪軸/中間軸的致動機(jī)構(gòu)的內(nèi)部摩擦產(chǎn)生。在一些條件下，摩擦可能導(dǎo)致滯后或延遲向凸輪軸/中間軸提供扭矩。在一些條件下，摩擦提供抗扭矩干擾能力。在步驟406，該方法可以包括施加表征的扭矩干擾，作為發(fā)送到電動馬達(dá)的位置信號的前饋項(xiàng)。前饋項(xiàng)預(yù)期被表征的扭矩干擾的發(fā)生并在適當(dāng)時(shí)間提供反作用扭矩以抵消扭矩干擾。如果存在其中電動馬達(dá)的內(nèi)部摩擦提供抗干擾能力的條件，則電動馬達(dá)扭矩干擾補(bǔ)償項(xiàng)可以在魯棒裕度內(nèi)減少周期性扭矩干擾補(bǔ)償項(xiàng)的反作用扭矩以不產(chǎn)生控制誤差地抵制扭矩干擾。在步驟408，該方法可以包括確定是否存在其中馬達(dá)滯后能夠用于基于電動馬達(dá)的提供扭矩抗干擾能力的內(nèi)部摩擦來減少前饋項(xiàng)的扭矩的條件。如果確定存在所述條件， 則方法繼續(xù)到步驟410。否則方法繼續(xù)至步驟412。在步驟410，該方法可包括基于電動馬達(dá)的滯后調(diào)節(jié)位置信號的目標(biāo)輸出扭矩。例如，該輸出扭住可以由于馬達(dá)的滯后而被減少。在步驟412，該方法可以包括基于前饋項(xiàng)調(diào)節(jié)電動馬達(dá)以產(chǎn)生施加至凸輪軸上的反作用扭矩?；诟鶕?jù)前饋項(xiàng)在適當(dāng)時(shí)間發(fā)送的凸輪軸位置信號調(diào)節(jié)電動馬達(dá)以抵消周期性扭矩干擾。通過利用表征已知周期性扭住干擾的前饋項(xiàng)預(yù)期該已知周期性扭矩干擾，電動馬達(dá)可以在適當(dāng)時(shí)間提供反作用扭矩以抵消扭矩干擾，以由此減少凸輪軸位置的角位置誤差。這樣，相對于僅僅提供可能被延遲的反饋控制的系統(tǒng)來說可以增強(qiáng)凸輪軸保持控制。而且，該方法可以在瞬時(shí)調(diào)節(jié)凸輪軸/中間軸過程中施加以減少來自周期性扭矩干擾的位置誤差。另外，通過補(bǔ)償來自馬達(dá)和可變氣門操作系統(tǒng)部件的內(nèi)部摩擦的干擾，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)周期性扭矩干擾補(bǔ)償前饋項(xiàng)從而不會過渡補(bǔ)償扭矩干擾。這樣，可以減小角位置控制誤差。而且，通過利用馬達(dá)的滯后來減小周期性干擾補(bǔ)償項(xiàng)的反作用扭矩，電動馬達(dá)不需要使用額外的功率來提供扭矩調(diào)節(jié)。這樣，可以降低功率消耗。注意，包含在本文中的示例控制和評估程序可以與各種發(fā)動機(jī)和/或車輛系統(tǒng)構(gòu)造一起使用。這里描述的具體程序可以代表任何數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或更多個(gè)，諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等。這樣，圖示的各種動作、操作或功能可以以圖示順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在某些情況下可以省略。同樣，處理的順序不是獲得這里描述的示例實(shí)施方式的特征和優(yōu)點(diǎn)所必不可少的，只是為了易于說明和描述的目的而提供。根據(jù)正在使用的具體策略可以反復(fù)地執(zhí)行圖示的動作或功能中的一個(gè)或更多個(gè)。另外，所描述的動作可以以圖表方式代表將在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上編程的代碼。
應(yīng)該知道，這里公開的構(gòu)造和程序在本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體的實(shí)施方式并不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)榭梢赃M(jìn)行各種變型。例如，上述技術(shù)可以應(yīng)用于V-6、I-4、 1-6、V-12、對置四缸和其他發(fā)動機(jī)類型。本公開的主題內(nèi)容包括這里公開的各種系統(tǒng)和構(gòu)造以及其他特征、功能和/或特性的所有新穎且非顯而易見的組合及子組合。如下的權(quán)利要求具體指出了被認(rèn)為是新穎和非顯而易見的組合和子組合。這些可能引用“一”元件或“第一”元件或其同義詞。這種權(quán)利要求應(yīng)該被理解為包括一個(gè)或更多個(gè)這種元件的結(jié)合，并不需要或排除兩個(gè)或更多個(gè)這種元件。所公開的特征、功能、元件和 /或特性的其他組合和子組合可以通過修改當(dāng)前權(quán)利要求或在該申請或相關(guān)申請中提出新權(quán)利要求而要求保護(hù)。這種權(quán)利要求，無論是擴(kuò)大、縮小、相等、不同于原始權(quán)利要求的范圍，都應(yīng)被認(rèn)為包含在本公開的主題內(nèi)容內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制定位氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用的電動馬達(dá)以改變氣缸氣門操作的方法，所述方法包括調(diào)節(jié)所述電動馬達(dá)的扭矩輸出以抵消從氣門機(jī)構(gòu)源施加至所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的預(yù)期周期性扭矩干擾，以將所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)定位在期望位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行調(diào)節(jié)扭矩輸出以將所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保持在所述期望位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在將所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)瞬時(shí)調(diào)節(jié)至所述期望位置期間執(zhí)行調(diào)節(jié)扭矩輸出以改變氣缸氣門操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括改變氣缸氣門升程的可變氣門升程致動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括可變凸輪軸正時(shí)致動器， 所述可變凸輪軸正時(shí)致動器改變凸輪軸的角位置以改變氣缸氣門正時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括基于所述電動馬達(dá)的內(nèi)部摩擦調(diào)節(jié)所述電動馬達(dá)的扭矩輸出以將所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)定位在所述期望位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中基于所述電動馬達(dá)的內(nèi)部摩擦調(diào)節(jié)所述電動馬達(dá)的扭矩輸出包括利用所述電動馬達(dá)的滯后來減小所述扭矩輸出以降低所述電動馬達(dá)的功率消耗。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中基于所述電動馬達(dá)的內(nèi)部摩擦調(diào)節(jié)所述電動馬達(dá)的扭矩輸出包括基于由于所述電動馬達(dá)的內(nèi)部摩擦引起的將要傳遞至所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的扭矩的預(yù)期滯后來調(diào)節(jié)所述扭矩輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括通過響應(yīng)于氣缸啟用/停用而增加動態(tài)馬達(dá)輸出扭矩特征來調(diào)節(jié)所述電動馬達(dá)的扭矩輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)節(jié)扭矩輸出包括調(diào)節(jié)扭矩輸出以抵消所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的周期性氣缸氣門-彈簧干擾扭矩，所述周期性氣缸氣門-彈簧干擾扭矩基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和氣缸氣門是否停用。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)節(jié)扭矩輸出在適當(dāng)時(shí)間執(zhí)行以在所述預(yù)期周期性扭矩干擾使氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生遠(yuǎn)離所述期望位置的位置誤差之前抵消所述預(yù)期周期性扭矩干擾。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)期周期性扭矩干擾基于根據(jù)凸輪軸的旋轉(zhuǎn)周期性地變化的凸輪軸質(zhì)量動態(tài)、氣門質(zhì)量動態(tài)、可變氣門升程致動器質(zhì)量動態(tài)和凸輪軸-氣門彈簧相互作用中的一個(gè)或更多個(gè)。
13.一種發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，所述發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括用于改變進(jìn)氣門或排氣門的操作的氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；電動馬達(dá)，所述電動馬達(dá)能夠操作，以調(diào)節(jié)所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的位置；以及控制器，所述控制器用于調(diào)節(jié)所述電動馬達(dá)的扭矩輸出以抵消從氣門機(jī)構(gòu)源施加至所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的預(yù)期周期性扭矩干擾，以將所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)定位在期望位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括改變所述進(jìn)氣門或排氣門的升程的可變氣門升程致動器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括可變凸輪軸正時(shí)致動器，所述可變凸輪軸正時(shí)致動器改變凸輪軸的角位置以改變所述進(jìn)氣門或排氣門的正時(shí)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)期周期性扭矩干擾基于根據(jù)凸輪軸的旋轉(zhuǎn)周期地變化的凸輪軸質(zhì)量動態(tài)、氣門質(zhì)量動態(tài)、可變氣門升程致動器質(zhì)量動態(tài)和凸輪軸-氣門彈簧相互作用中的一個(gè)或多個(gè)，并且根據(jù)所述氣門機(jī)構(gòu)源的次級效應(yīng)而變化，所述氣門機(jī)構(gòu)源的次級效應(yīng)包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)溫度和氣缸停用中的一個(gè)或多個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括可基于凸輪軸的旋轉(zhuǎn)操作的、安裝在凸輪軸上的燃料泵；以及控制器，所述控制器基于預(yù)期周期性扭矩干擾來調(diào)節(jié)所述電動馬達(dá)的扭矩輸出，所述預(yù)期周期性扭矩干擾基于所述安裝在凸輪軸上的燃料泵的泵沖程而變化，所述泵沖程響應(yīng)于燃料壓力中的變化而被調(diào)節(jié)。
18.一種可變凸輪軸正時(shí)系統(tǒng)，所述可變凸輪軸正時(shí)系統(tǒng)包括可旋轉(zhuǎn)而致動進(jìn)氣門或排氣門的凸輪軸；可操作成用于調(diào)節(jié)所述凸輪軸的角位置的電動馬達(dá)；以及控制器，所述控制器用于在來自凸輪軸源的預(yù)期周期性扭矩干擾導(dǎo)致凸輪軸角位置誤差之前在適當(dāng)時(shí)間基于所述預(yù)期周期性扭矩干擾調(diào)節(jié)所述電動馬達(dá)的扭矩輸出，以抵消所述預(yù)期周期性扭矩干擾。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)期周期性扭矩干擾基于根據(jù)凸輪軸的旋轉(zhuǎn)周期地變化的凸輪軸質(zhì)量動態(tài)、氣門質(zhì)量動態(tài)和凸輪軸-氣門彈簧相互作用中的一個(gè)或多個(gè)，并且根據(jù)所述凸輪軸源的次級效應(yīng)而變化，所述凸輪軸源的次級效應(yīng)包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)溫度和氣缸停用中的一個(gè)或多個(gè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括安裝在凸輪軸上的燃料泵，所述燃料泵可基于所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)來操作；以及控制器，所述控制器基于預(yù)期周期性扭矩干擾來調(diào)節(jié)所述電動馬達(dá)的扭矩輸出，所述預(yù)期周期性扭矩干擾基于所述安裝在凸輪軸上的燃料泵的泵沖程而變化，所述泵沖程響應(yīng)于燃料壓力中的變化而被調(diào)節(jié)。
全文摘要
預(yù)期影響氣缸氣門操作的周期性扭矩干擾，并且通過電動馬達(dá)提供適當(dāng)?shù)姆醋饔门ぞ匾缘窒鲋芷谛耘ぞ馗蓴_，以將氣缸氣門定位在期望位置。
文檔編號F02D13/02GK102374040SQ20111020909
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者I·V·科爾馬諾維斯基, J·D·歐文, 王沿 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司