CN103573444B - 使用完全柔性气门致动和汽缸压力反馈的缸间平衡 - Google Patents

使用完全柔性气门致动和汽缸压力反馈的缸间平衡 Download PDF

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CN103573444B CN201310341175.4A CN201310341175A CN103573444B CN 103573444 B CN103573444 B CN 103573444B CN 201310341175 A CN201310341175 A CN 201310341175A CN 103573444 B CN103573444 B CN 103573444B
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Abstract

本发明涉及使用完全柔性气门致动和汽缸压力反馈的缸间平衡。用于发动机的控制系统包括气门致动器、汽缸压力模块和气门控制模块。气门致动器在汽缸的第一燃烧循环期间在第一目标打开正时处打开汽缸的气门。汽缸压力模块接收汽缸的汽缸压力传感器所测量的汽缸压力，并且在第一燃烧循环期间在气门打开之后的预定曲轴转角处，将气门打开压力设定成等于该汽缸压力。气门控制模块接收参考汽缸压力并且基于气门打开压力和参考汽缸压力产生汽缸的第二燃烧循环的第二目标打开正时。第二燃烧循环是在第一燃烧循环之后。在第二燃烧循环期间，气门致动器在第二目标打开正时处打开气门。

Description

使用完全柔性气门致动和汽缸压力反馈的缸间平衡
政府权利声明
根据美国政府合约号DE-FC26-05NT42415研发了本发明的部分或全部。因此美国政府可拥有本发明的某些权利。
技术领域
本公开涉及内燃发动机并且更加具体地涉及气门控制系统和方法。
背景技术
这里提供的背景描述是用于大体呈现本公开背景的目的。本发明人在这个背景技术部分中所描述的工作以及在申请时没有作为现有技术被描述的各方面既不明确地也不暗示地被认为是抵触本公开内容的现有技术。
空气通过进气歧管被吸入到发动机内。节气门和/或进气门正时控制进入发动机内的气流。空气与来自一个或更多个燃料喷射器的燃料混合以形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在发动机的一个或更多个汽缸内燃烧。空气/燃料混合物的燃烧可以是例如通过燃料的喷射或通过火花塞提供的火花而被起燃。
空气/燃料混合物的燃烧产生扭矩和排气气体。在空气/燃料混合物的燃烧期间经由热释放和膨胀产生扭矩。发动机经由曲轴将扭矩传递到向变速器，并且变速器经由传动系将扭矩传递到一个或更多个车轮。排气气体从汽缸排出到排气系统。
发动机控制模块（ECM）控制发动机的扭矩输出。ECM可以基于驾驶员输入和/或其他输入来控制发动机的扭矩输出。驾驶员输入可以包括例如加速器踏板位置、制动踏板位置和/或一个或更多个其他合适的驾驶员输入。其他输入可以包括例如使用汽缸压力传感器测量的汽缸压力、基于测量的汽缸压力所确定的一个或更多个变量、和/或一个或更多个其他合适的值。
发明内容
在一种示例中，用于发动机的控制系统包括进气门致动器、汽缸压力模块和气门控制模块。进气门致动器在汽缸的第一燃烧循环期间在第一目标打开正时处打开汽缸的进气门。汽缸压力模块接收汽缸的汽缸压力传感器所测量的汽缸压力，并且在第一燃烧循环期间在进气门打开之后的预定曲轴转角处将气门打开压力设定成等于该汽缸压力。气门控制模块接收参考汽缸压力并且基于气门打开压力和参考汽缸压力产生汽缸的第二燃烧循环的第二目标打开正时。第二燃烧循环是在第一燃烧循环之后。在第二燃烧循环期间，进气门致动器在第二目标打开正时处打开进气门。
在一种示例中，用于发动机的控制系统包括排气门致动器、汽缸压力模块和气门控制模块。排气门致动器在汽缸的第一燃烧循环期间在第一目标打开正时处打开汽缸的排气门。汽缸压力模块接收汽缸的汽缸压力传感器所测量的汽缸压力，并且在第一燃烧循环期间在排气门打开之后的预定曲轴转角处将气门打开压力设定成等于该汽缸压力。气门控制模块接收参考汽缸压力并且基于气门打开压力和参考汽缸压力产生汽缸的第二燃烧循环的第二目标打开正时。第二燃烧循环是在第一燃烧循环之后。在第二燃烧循环期间，排气门致动器在第二目标打开正时处打开排气门。
本发明还提供了以下技术方案。
方案1. 一种用于发动机的控制系统，包括：
进气门致动器，所述进气门致动器在汽缸的第一燃烧循环期间在第一目标打开正时处打开所述汽缸的进气门；
汽缸压力模块，所述汽缸压力模块接收所述汽缸的汽缸压力传感器所测量的汽缸压力，并且在所述第一燃烧循环期间在所述进气门打开之后的预定曲轴转角处，将气门打开压力设定成等于所述汽缸压力； 和
气门控制模块，所述气门控制模块接收参考汽缸压力并且基于所述气门打开压力和所述参考汽缸压力产生所述汽缸的第二燃烧循环的第二目标打开正时，
其中所述第二燃烧循环是在所述第一燃烧循环之后，以及
其中，在所述第二燃烧循环期间，所述进气门致动器在所述第二目标打开正时处打开所述进气门。
方案2. 根据方案1所述的控制系统，其中所述气门控制模块基于所述气门打开压力和所述参考汽缸压力之间的差来确定所述进气门的所述第二目标打开正时。
方案3. 根据方案2所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
确定所述进气门的所需打开正时；以及
基于所述差来选择性地调节所述所需打开正时以便产生所述第二目标打开正时。
方案4. 根据方案3所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
根据所述差来确定正时调节；以及
通过所述正时调节对所述所需打开正时选择性地进行提前和延迟中的一者以便产生所述第二目标打开正时。
方案5. 根据方案3所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
根据所述差来确定正时调节；以及
将所述第二目标打开正时设定成等于所述所需打开正时和所述正时调节之和。
方案6. 根据方案1所述的控制系统，其中：
在所述第一燃烧循环期间，所述进气门致动器在第一目标关闭正时处关闭所述进气门；
所述汽缸压力模块在所述第一燃烧循环期间在所述进气门关闭之后的第二预定曲轴转角处将气门关闭压力设定成等于所述汽缸压力；
所述气门控制模块接收第二参考汽缸压力，基于所述气门关闭压力和所述第二参考汽缸压力来产生所述进气门的第二目标关闭正时；以及
在所述第二燃烧循环期间，所述进气门致动器在所述第二目标关闭正时处关闭所述进气门。
方案7. 根据方案6所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
确定所述进气门的所需关闭正时；
确定所述气门关闭压力和所述第二参考汽缸压力之间的第二差；以及
基于所述第二差来选择性地调节所述所需关闭正时以便产生所述第二目标关闭正时。
方案8. 根据方案7所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
根据所述第二差来确定第二正时调节；以及
将所述第二目标关闭正时设定成等于所述所需关闭正时和所述第二正时调节之和。
方案9. 根据方案6所述的控制系统，还包括参考压力模块，所述参考压力模块：
在第二汽缸的进气门打开之后的所述预定曲轴转角处将所述参考汽缸压力选择性地设定成等于所述第二汽缸的第二汽缸压力传感器所测量的第二汽缸压力；以及
在所述第二汽缸的所述进气门关闭之后的所述第二预定曲轴转角处将所述第二参考汽缸压力选择性地设定成等于所述第二汽缸压力。
方案10. 根据方案9所述的控制系统，其中所述汽缸和所述第二汽缸是不同的汽缸。
方案11. 一种用于发动机的控制系统，包括：
排气门致动器，所述排气门致动器在汽缸的第一燃烧循环期间在第一目标打开正时处打开所述汽缸的排气门；
汽缸压力模块，所述汽缸压力模块接收所述汽缸的汽缸压力传感器所测量的汽缸压力，并且在所述第一燃烧循环期间在所述排气门打开之后的预定曲轴转角处，将气门打开压力设定成等于所述汽缸压力； 和
气门控制模块，所述气门控制模块接收参考汽缸压力并且基于所述气门打开压力和所述参考汽缸压力产生所述汽缸的第二燃烧循环的第二目标打开正时，
其中所述第二燃烧循环是在所述第一燃烧循环之后，以及
其中，在所述第二燃烧循环期间，所述排气门致动器在所述第二目标打开正时处打开所述排气门。
方案12. 根据方案11所述的控制系统，其中所述气门控制模块基于所述气门打开压力和所述参考汽缸压力之间的差来确定所述排气门的所述第二目标打开正时。
方案13. 根据方案12所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
确定所述排气门的所需打开正时；以及
基于所述差来选择性地调节所述所需打开正时以便产生所述第二目标打开正时。
方案14. 根据方案13所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
根据所述差来确定正时调节；以及
通过所述正时调节对所述所需打开正时选择性地进行提前和延迟中的一者以便产生所述第二目标打开正时。
方案15. 根据方案13所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
根据所述差来确定正时调节；以及
将所述第二目标打开正时设定成等于所述所需打开正时和所述正时调节之和。
方案16. 根据方案11所述的控制系统，其中：
在所述第一燃烧循环期间，所述排气门致动器在第一目标关闭正时处关闭所述排气门；
所述汽缸压力模块在所述第一燃烧循环期间在所述排气门关闭之后的第二预定曲轴转角处将气门关闭压力设定成等于所述汽缸压力；
所述气门控制模块接收第二参考汽缸压力，基于所述气门关闭压力和所述第二参考汽缸压力来产生所述排气门的第二目标关闭正时；以及
所述排气门致动器在所述第二燃烧循环期间在所述第二目标关闭正时处关闭所述排气门。
方案17. 根据方案16所述的控制系统，还包括参考压力模块，所述参考压力模块：
在第二汽缸的排气门打开之后的所述预定曲轴转角处将所述参考汽缸压力选择性地设定成等于所述第二汽缸的第二汽缸压力传感器所测量的第二汽缸压力；以及
在所述第二汽缸的所述排气门关闭之后的所述第二预定曲轴转角处将所述第二参考汽缸压力选择性地设定成等于所述第二汽缸压力。
方案18. 根据方案17所述的控制系统，其中所述汽缸和所述第二汽缸是不同的汽缸。
方案19. 根据方案17所述的控制系统，其中所述汽缸和所述第二汽缸是相同的汽缸。
方案20. 根据方案16所述的控制系统，还包括：
进气门致动器，在所述第一燃烧循环期间所述进气门致动器在第三目标打开正时处打开所述汽缸的进气门并且在第三目标关闭正时处关闭所述进气门，
其中：
所述汽缸压力模块：
在所述第一燃烧循环期间在所述汽缸的所述进气门打开之后的第三预定曲轴转角处将第二气门关闭压力设定成等于所述汽缸压力；以及，
在所述第一燃烧循环期间在所述汽缸的所述进气门关闭之后的第四预定曲轴转角处将第二气门关闭压力设定成等于所述汽缸压力；
所述气门控制模块：
接收第三参考汽缸压力和第四参考汽缸压力；
基于所述第二气门打开压力和所述第三参考汽缸压力来产生所述进气门的第四目标打开正时；以及
基于所述第二气门关闭压力和所述第四参考汽缸压力来产生所述进气门的第四目标关闭正时；以及，
在所述第二燃烧循环期间，所述进气门致动器：
在所述第四目标打开正时处打开所述进气门；和
在所述第四目标关闭正时处关闭所述进气门。
从下文提供的具体说明将显而易见到本公开的应用的其他方面。应该理解的是，详细描述和特殊的示例旨在仅用于描述目的并且不试图限制本公开的范围。
附图说明
从详细描述和附图将更加全面地理解本公开，附图中:
图1是示出根据本申请的示例性发动机系统的功能框图；
图2是示出根据本申请的示例性气门致动系统的功能框图；
图3是示出根据本申请使用完全柔性气门致动来控制进气门和排气门打开和关闭正时的示例性方法的流程图；以及
图4是示出根据本申请使用完全柔性气门致动来控制进气门和排气门打开和关闭正时的示例性方法的另一流程图。
具体实施方式
发动机控制模块（ECM）控制发动机的进气门和排气门的打开和关闭。使用完全柔性气门致动（FFVA）系统，ECM能够独立于每个其他的进气门和排气门来控制每个进气门和排气门的打开和关闭。
为发动机的每个汽缸提供汽缸压力传感器。在汽缸的每次进气门打开、汽缸的每次进气门关闭、汽缸的每次排气门打开和汽缸的每次排气门关闭之后，ECM采样汽缸压力传感器所测量的汽缸压力。在每次进气门打开、进气门关闭、排气门打开和排气门关闭之后，ECM类似地采样每个其他汽缸的汽缸压力。
发动机的汽缸中的一个汽缸可以被选择作为参考汽缸。例如，汽缸的预定点火次序中的第一汽缸可以被选择作为参考汽缸。ECM可以设定汽缸的进气门打开正时、进气门关闭正时、排气门打开正时和/或排气门关闭正时以相应地朝向参考汽缸的压力调节汽缸的压力或将汽缸的压力调节至参考汽缸的压力。ECM可以执行针对每个汽缸的调节以使得每个汽缸的压力分别平衡于参考汽缸的压力。这可以减少所经历的噪声、振动和不舒适性（NVH）中的一种或更多种，提供更好的缸间（cylinder-to-cylinder）空气/燃料不平衡，和/或提供一个或更多个其他益处。
现在参考图1，示出了示例性发动机系统100的功能框图。发动机系统100包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以生产用于车辆的驱动扭矩。虽然将作为火花点火直喷式（SIDI）发动机来讨论发动机102，但是发动机102可以包括使用均质充料压缩点火（HCCI）来操作或选择性操作的另一种适当类型的发动机。一个或更多个电动马达和/或马达发电机单元（MGU）可以被用于发动机102。
空气通过节气门108被吸入到进气歧管106内。节气门108可以改变进入进气歧管106内的气流。仅作为示例，节气门108可以包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块（ECM）110控制节气门致动器模块112（例如，电子节气门控制器或者ETC），并且节气门致动器模块112控制节气门108的打开。
来自进气歧管106的空气被吸入到发动机102的汽缸内。虽然发动机102可以包括一个以上的汽缸，但是仅示出单个代表性汽缸114。来自进气歧管106的空气通过一个或更多个进气门（例如进气门118）被吸入到汽缸114内。每个汽缸可以设有一个或更多个进气门。进气门的打开和关闭正时可以影响流入和流出汽缸的流量。
ECM 110控制燃料致动器模块120，并且燃料致动器模块120控制燃料喷射器121的燃料喷射（例如，量和正时）。燃料喷射器121喷射燃料到汽缸114内。燃料被低压燃料泵和高压燃料泵（未示出）提供给燃料喷射器121。低压燃料泵从燃料箱抽出燃料并且以低压将燃料提供给高压燃料泵。高压燃料泵选择性地进一步加压燃料，例如为了直接喷射到发动机102的汽缸内。每个汽缸可以设有燃料喷射器。
被喷射燃料与空气混合并且在汽缸114内产生空气/燃料混合物。汽缸114内的活塞（未示出）压缩空气/燃料混合物。基于来自ECM 110的信号，火花致动器模块122可以给汽缸114内的火花塞124充能。在发动机102的火花点火（SI）操作期间，火花塞124产生的火花点燃空气/燃料混合物。可以相对于活塞处于其最顶部位置（被称为上止点（TDC））的时间来规定火花正时。在发动机102的均质充料压缩点火（HCCI）操作期间，压缩产生的热导致点火。ECM 110可以控制发动机102是否使用SI或者HCCI来操作。
空气/燃料混合物的燃烧将活塞驱离TDC位置，并且活塞驱动曲轴（未示出）的旋转。在到达最底部位置（也被称作下止点（BDC））之后，活塞开始再次朝向TDC位置运动并且通过一个或更多个排气门（例如排气门126）排出汽缸114的内容物。每个汽缸可以设有一个或更多个排气门。燃烧的副产物经由排气系统128从车辆排出。排气门的打开和关闭正时也可以影响流入和流出汽缸的流量。
进气门致动器130控制进气门118的致动。排气门致动器132控制排气门126的致动。气门致动器模块134基于来自于ECM 110的信号来控制进气门致动器130和排气门致动器132。
进气门致动器130和排气门致动器132分别控制进气门118和排气门126的打开和关闭。进气门致动器130和排气门致动器132是完全柔性气门致动器。进气门致动器130和排气门致动器132可以包括例如电动液压致动器、电动机械致动器或者另一种适当类型的完全柔性气门致动器。完全柔性气门致动器可以是基于凸轮轴的气门致动器或者无凸轮的气门致动器。可以为发动机102的每个进气门提供一个完全柔性气门致动器，并且可以为发动机102的每个排气门提供一个完全柔性气门致动器。
完全柔性进气和排气门致动器使得发动机102的每个进气门和排气门的致动能够独立于每个其他气门被控制。进气和排气门致动器提供所谓的完全柔性气门致动（FFVA）。使用FFVA，流入和流出每个汽缸的气体流动能够（经由对进气和排气门打开和关闭的控制）被独立地调整以便控制进出汽缸的流动，并且因此控制每个汽缸内的燃烧条件。
曲轴位置传感器142监测曲轴的旋并基于曲轴的旋转产生曲轴位置信号。仅作为示例，曲轴位置传感器142可以包括可变磁阻（VR）传感器或者另一种合适类型的曲轴位置传感器。曲轴位置信号可以包括脉冲序列。当随着曲轴旋转的P个齿的轮（未示出）的齿经过曲轴位置传感器142时可以在曲轴位置信号内产生脉冲，其中P是大于一的整数。因此，每个脉冲对应于曲轴的角度旋转，即：近似等于360°除以P个齿的量。P个齿的轮也可以包括一个或更多个缺齿构成的间隙，并且间隙可以被用作曲轴的一个完整回转（即360°曲轴旋转）的指示。
汽缸压力传感器150测量汽缸114内的压力并基于该压力产生汽缸压力信号。为发动机 102的每个汽缸提供汽缸压力传感器。也可以提供一个或更多个其他的传感器158。例如，其他的传感器158可以包括质量空气流速（MAF）传感器、歧管绝对压力（MAP）传感器、进气空气温度（IAT）传感器、冷却剂温度传感器和/或一个或更多个其他的合适的传感器。
现在参考图2，示出了包括ECM 110的一部分的示例性气门控制系统的功能框图。气门控制模块204可以包括进气门控制模块208和排气门控制模块212。进气门控制模块208为进气门118产生目标打开正时和目标关闭正时。进气门118的目标打开正时和目标关闭正时将分别被称为目标进气门打开（IVO）正时216和目标进气门关闭（IVC）正时220。下面将进一步讨论目标进气门打开和关闭正时216和220的产生。在汽缸的下一燃烧循环期间，气门致动器模块134在目标IVO正时216处打开进气门118并且在目标IVC正时220处关闭进气门118。进气门打开可以指的是进气门何时开始打开。进气门关闭可以指的是进气门何时变为关闭。
排气门控制模块212为排气门126产生目标打开正时和目标关闭正时。排气门126的目标打开正时和目标关闭正时将分别被称为目标排气门打开（EVO）正时224和目标排气门关闭（EVC）正时228。下面将进一步讨论目标排气门打开和关闭正时224和228的产生。在汽缸的下一燃烧循环期间，气门致动器模块134在目标EVO正时224处打开排气门126并且在目标EVC正时228处关闭排气门126。排气门打开可以指的是排气门何时开始打开。排气门关闭可以指的是排气门何时开始关闭。
汽缸压力模块232接收使用汽缸压力传感器150所测量的汽缸压力236。汽缸压力模块232基于汽缸压力236为汽缸的当前燃烧循环设定多个汽缸压力。
当被触发模块240触发时汽缸压力模块232设定汽缸压力。触发模块240基于使用曲轴位置传感器142所测量的曲轴位置244来触发汽缸压力模块232。触发模块240在进气门118的每次打开之后和每次关闭之后触发汽缸压力模块232。触发模块240在排气门126的每次打开之后和每次关闭之后触发汽缸压力模块232。
触发模块240在进气门118的每个打开正时之后产生进气门打开（IVO）触发248。仅作为示例，触发模块240可以在为汽缸114的当前燃烧循环所设定的目标IVO正时216之后预定旋转距离（角度）处产生IVO触发248。仅作为另一示例，触发模块240可以在汽缸114的当前燃烧循环期间当曲轴位置244到达预定进气打开角度时产生IVO触发248。预定进气打开角度可以是例如在排气冲程的TDC位置之后近似5-10曲轴转角度数（CAD）或另一适当角度。预定进气关闭角度可以是固定的校准值或者可以是例如基于发动机转速和发动机负荷所确定的可变值。响应IVO触发248的产生，汽缸压力模块232将IVO压力252（P-IVO）设定成等于汽缸压力236。
触发模块240在进气门118的每个关闭正时之后产生进气门关闭（IVC）触发256。仅作为示例，触发模块240可以在为汽缸114的当前燃烧循环所设定的目标IVC正时220之后预定旋转距离处产生IVC触发256。仅作为另一示例，触发模块240可以在汽缸114的当前燃烧循环期间当曲轴位置244到达预定进气关闭角度时产生IVC触发256。预定进气关闭角度可以是例如在进气冲程的BDC位置之后近似90 CAD或另一适当角度。预定进气关闭角度可以是固定的校准值或者可以是例如基于发动机转速和发动机负荷所确定的可变值。响应IVC触发256的产生，汽缸压力模块232将IVC压力260（P-IVC）设定成等于汽缸压力236。
触发模块240在排气门126的每个打开正时之后产生排气门打开（EVO）触发264。仅作为示例，触发模块240可以在为汽缸114的当前燃烧循环所设定的目标EVO正时224之后预定旋转距离处产生EVO触发264。仅作为另一示例，触发模块240可以在汽缸114的当前燃烧循环期间当曲轴位置244例如到达预定排气打开角度时产生EVO触发264。预定排气打开角度可以是例如在燃烧循环的膨胀冲程的近似BDC位置或另一适当角度。预定排气打开角度可以是固定的校准值或者可以是例如基于发动机转速和发动机负荷所确定的可变值。响应EVO触发264的产生，汽缸压力模块232将EVO压力268（P-EVO）设定成等于汽缸压力236。
触发模块240在排气门126的每个关闭正时之后产生排气门关闭（EVC）触发272。仅作为示例，触发模块240可以在为汽缸114的当前燃烧循环所设定的目标EVC正时228之后预定旋转距离处产生EVC触发272。仅作为另一示例，触发模块240可以在汽缸114的当前燃烧循环期间当曲轴位置244到达预定排气关闭角度时产生EVC触发272。预定排气关闭角度可以是例如在燃烧循环的排气冲程的TDC位置之前近似5-10 CAD或另一适当角度。预定排气关闭角度可以是固定的校准值或者可以是例如基于发动机转速和发动机负荷所确定的可变值。响应EVC触发272的产生，汽缸压力模块232将EVC压力276（P-IVC）设定成等于汽缸压力236。
如上所述，发动机 102的每个汽缸设有汽缸压力传感器。因此，针对每个汽缸和每个燃烧循环能够获得IVO压力、IVC压力、EVO压力和EVC压力，分别例如IVO压力252、IVC压力260、EVO压力268和EVC压力276。可以通过汽缸压力模块232响应触发模块240所产生的触发分别为其他汽缸提供其他汽缸的压力，或者一个或更多个其他模块可以提供所述压力。在各种实施方式中，可以为每个汽缸提供一个汽缸压力模块和一个触发模块。
发动机102的汽缸中的一个汽缸可以被选择作为参考汽缸。例如，汽缸的预定点火次序中的第一汽缸可以被选择作为参考汽缸。参考压力模块280输出参考汽缸的IVO压力、IVC压力、EVO压力和EVC压力，分别是参考IVO压力284、参考IVC压力288、参考EVO压力292和参考EVC压力296。例如如果汽缸114是参考汽缸，则参考压力模块280输出IVO压力252、IVC压力260、EVO压力268和EVC压力276，分别作为参考IVO压力284、参考IVC压力288、参考EVO压力292和参考EVC压力296。
返回参考进气和排气门控制模块208和212，进气门控制模块208确定所需IVO正时和所需IVC正时（未示出）。排气门控制模块212确定所需EVO正时和所需EVC正时（未示出）。所需IVO正时、所需IVC正时、所需EVO正时和所需EVC正时可以根据例如发动机转速、发动机负荷和/或一个或更多个其他合适参数来确定。
进气门控制模块208设定目标IVO正时216以便将下一控制回路的IVO压力252调节成等于参考IVO压力284。进气门控制模块208可以基于所需IVO正时、参考IVO压力284和IVO压力252来确定目标IVO正时216。例如，进气门控制模块208可以根据参考IVO压力284和IVO压力252之间的差来确定第一正时调节并且根据第一正时调节（例如，以CAD为单位）和所需IVO正时来确定目标IVO正时216。仅作为示例，进气门控制模块208可以将目标IVO正时216设定成等于第一正时调节和所需IVO正时之和。进气门控制模块208可以基于所述差例如使用比例（P）控制、比例积分（PI）控制、比例积分微分（PID）控制或者另一合适类型的反馈控制来确定第一正时调节。
进气门控制模块208设定目标IVC正时220以便将下一控制回路的IVC压力260调节成等于参考IVC压力288。进气门控制模块208可以基于所需IVC正时、参考IVC压力288和IVC压力260来确定目标IVC正时220。例如，进气门控制模块208可以根据参考IVC压力288和IVC压力260之间的差来确定第二正时调节并且根据第二正时调节（例如，以CAD为单位）和所需IVC正时来确定目标IVC正时220。仅作为示例，进气门控制模块208可以将目标IVC正时220设定成等于第二正时调节和所需IVC正时之和。进气门控制模块208可以基于所述差例如使用P控制、PI控制、PID控制或者另一合适类型的反馈控制来确定第二正时调节。
排气门控制模块212设定目标EVO正时224以便将下一控制回路的EVO压力268调节成等于参考EVO压力292。排气门控制模块212可以基于所需EVO正时、参考EVO压力292和EVO压力268来确定目标EVO正时224。例如，排气门控制模块212可以根据参考EVO压力292和EVO压力268之间的差来确定第三正时调节并且根据第三正时调节（例如，以CAD为单位）和所需EVO正时来确定目标EVO正时224。仅作为示例，排气门控制模块212可以将目标EVO正时224设定成等于第三正时调节和所需EVO正时之和。排气门控制模块212可以基于所述差例如使用P控制、PI控制、PID控制或者另一合适类型的反馈控制来确定第三正时调节。
排气门控制模块212设定目标EVC正时228以便将下一控制回路的EVC压力276调节成等于参考EVC压力296。排气门控制模块212可以基于所需EVC正时、参考EVC压力296和EVC压力276来确定目标EVC正时228。例如，排气门控制模块212可以根据参考EVC压力296和EVC压力276之间的差来确定第四正时调节并且根据第四正时调节（例如，以CAD为单位）和所需EVC正时来确定目标EVC正时228。仅作为示例，排气门控制模块212可以将目标EVC正时228设定成等于第四正时调节和所需EVC正时之和。排气门控制模块212可以基于所述差例如使用P控制、PI控制、PID控制或者另一合适类型的反馈控制来确定第四正时调节。
设定汽缸的目标IVO、IVC、EVO和EVC 正时216、220、224和228以便分别将IVO、IVC、EVO和EVC压力252、260、268和276调节至参考IVO、IVC、EVO和EVC压力284、288、292和296可以平衡汽缸的扭矩产生。目标正时的这种设定可以均衡汽缸的指示平均有效压力（IMEP）和泵送平均有效压力（PMEP），从而均衡汽缸的净平均有效压力（NMEP）。更具体地，可以均衡流入每个汽缸的气流和流出每个汽缸的排气流。汽缸的平衡可以提供汽缸间的更好的空气燃料不平衡（AFIM）并且减少车辆使用者所经历的噪声、振动和/或不舒适性（NVH）。
现在参考图3，呈现了示出使用完全柔性气门致动来控制进气门和排气门打开和关闭正时的示例性方法的流程图。控制可以开始于304，在此控制获得汽缸的IVO压力、IVC压力、EVO压力和EVC压力。例如，控制可以获得汽缸114的IVO压力252、IVC压力260、EVO压力268和EVC压力276。虽然将结合汽缸114讨论图3，不过控制可以针对每个其他的汽缸和每个燃烧循环执行图3的方法。
控制从在汽缸114的IVO正时之后进行的汽缸压力传感器150的测量来获得IVO压力252。控制从在汽缸114的IVC正时之后进行的汽缸压力传感器150的测量来获得IVC压力260。控制从在汽缸114的EVO正时之后进行的汽缸压力传感器150的测量来获得EVO压力268。控制从在汽缸114的EVC正时之后进行的汽缸压力传感器150的测量来获得EVC压力276。
在308，控制获得参考IVO压力284、参考IVC压力288、参考EVO压力292和参考EVC压力296。如果汽缸114被选择作为参考汽缸，则IVO压力252、IVC压力260、EVO压力268和EVC压力276可以分别等于参考IVO压力284、参考IVC压力288、参考EVO压力292和参考EVC压力296。如果另一汽缸被选择作为参考汽缸，则参考IVO压力284、参考IVC压力288、参考EVO压力292和参考EVC压力296可以分别等于针对另一汽缸所获得的IVO压力、IVC压力、EVO压力和EVC压力。
在312，控制产生汽缸114的目标IVO正时216、目标IVC正时220、目标EVO正时224和目标EVC正时228。控制可以确定目标IVO正时216、目标IVC正时220、目标EVO正时224和目标EVC正时228以便在汽缸的下一燃烧循环期间将IVO压力252、IVC压力260、EVO压力268和EVC压力276分别朝向参考IVO压力284、参考IVC压力288、参考EVO压力292和参考EVC压力296调节，或者分别调节至所述压力。例如，控制可以基于IVO压力252和参考IVO压力284之间的差、IVC压力260和参考IVC压力288之间的差、EVO压力268和参考EVO压力292之间的差以及EVC压力276和参考EVC压力296之间的差来确定目标IVO正时216、目标IVC正时220、目标EVO正时224和目标EVC正时228。
控制在目标IVO正时216处打开汽缸114的进气门118，控制在目标IVC正时220处关闭汽缸114的进气门118，控制在目标EVO正时224处打开汽缸114的排气门126，并且控制在目标EVC正时228处关闭汽缸114的排气门126。控制经由进气门致动器130控制进气门118在目标IVO正时216和目标IVC正时220处的打开和关闭。控制经由排气门致动器132控制排气门126在目标EVO正时224和目标EVC正时228处的打开和关闭。虽然控制如上所述被示为在312之后结束，不过控制可以针对每个汽缸和每个燃烧循环执行图3。
现在参考图4，呈现了示出使用完全柔性气门致动来控制进气门和排气门打开和关闭正时的示例性方法的另一流程图。控制可以开始于404，在此控制获得汽缸的IVO压力。例如，控制可以获得汽缸114的IVO压力252。虽然将结合汽缸114讨论图4，不过控制可以针对每个其他的汽缸和每个燃烧循环执行图4的方法。控制从在汽缸114的IVO正时之后进行的汽缸压力传感器150的测量来获得IVO压力252。
在408，控制获得参考IVO压力284。在412，控制可以产生汽缸114的目标IVO正时216。控制基于IVO压力252和参考IVO压力284之间的差来产生汽缸114的目标IVO正时216。控制经由进气门致动器130在目标IVO正时216处打开汽缸114的进气门118。
在416，控制获得汽缸114的IVC压力260。在420，控制获得参考IVC压力288。在424，控制可以产生汽缸114的目标IVC正时220。控制基于IVC压力260和参考IVC压力288之间的差来产生汽缸114的目标IVC正时220。控制经由进气门致动器130在目标IVC正时220处关闭汽缸114的进气门118。
在428，控制获得汽缸114的EVO压力268。在432，控制获得参考EVO压力292。在436，控制可以产生汽缸114的目标EVO正时224。控制基于EVO压力268和参考EVO压力292之间的差来产生汽缸114的目标EVO正时224。控制经由排气门致动器132在目标EVO正时224处打开汽缸114的排气门126。
在440，控制获得汽缸114的EVC压力276。在444，控制获得参考EVC压力296。在448，控制可以产生汽缸114的目标EVC正时228。控制基于EVC压力276和参考EVC压力296之间的差来产生汽缸114的目标EVC正时228。控制经由排气门致动器132在目标EVC正时228处关闭汽缸114的排气门126。虽然控制如上所述被示为在448之后结束，不过控制可以针对每个汽缸和每个燃烧循环执行图4。
前文描述实质上仅是说明性的并且决不试图限制本公开、其应用或使用。能够以各种形式来实施本公开的广泛教导。因此，虽然本公开包括具体示例，但是不应该将本公开的真实范围限制于此，这是因为在学习附图、说明书以及所附权利要求的基础上将显而易见到其他改型。为了清楚的目的，在附图中将使用相同附图标记指代同样的元件。如这里所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应被理解为表示使用非排他性逻辑“或”的逻辑（A或B或C）。应被理解，方法中的一个或更多个步骤可以按不同次序（或同时地）被执行而不改变本公开的原理。
如本文使用的，术语“模块”可以是指以下器件的一部分或包含以下器件：专用集成电路（ASIC）；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器（共享、专用或成组）；提供所描述的功能的其他合适的硬件部件；或上述器件中的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。术语“模块”可以包含存储由处理器执行的代码的存储器（共享、专用或成组）。
上面使用的术语“代码”可以包含软件、固件和/或微代码，并且可以涉及程序、例程、函数、类和/或对象。上面使用的术语“共享”表示来自多个模块的一些或全部代码可以使用单个（共享）处理器来执行。此外，来自多个模块的一些或全部代码可以由单个（共享）存储器存储。上面使用的术语“成组”表示来自单个模块的一些或全部代码可以采用一组处理器来执行。此外，来自单个模块的一些或全部代码可以使用一组存储器来存储。
本文描述的装置和方法可以通过由一个或更多个处理器执行的一个或更多个计算机程序来实现。计算机程序包含存储在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含存储的数据。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储装置和光学存储装置。

Claims (18)

1.一种用于发动机的控制系统，包括：
进气门致动器，所述进气门致动器在汽缸的第一燃烧循环期间在第一目标打开正时处打开所述汽缸的进气门；
汽缸压力模块，所述汽缸压力模块接收所述汽缸的汽缸压力传感器所测量的汽缸压力，并且在所述第一燃烧循环期间在所述进气门打开之后的预定曲轴转角处，将气门打开压力设定成等于所述汽缸压力； 和
气门控制模块，所述气门控制模块接收参考汽缸压力并且基于所述气门打开压力和所述参考汽缸压力之间的差产生所述汽缸的第二燃烧循环的第二目标打开正时，
其中所述第二燃烧循环是在所述第一燃烧循环之后，以及
其中，在所述第二燃烧循环期间，所述进气门致动器在所述第二目标打开正时处打开所述进气门。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
确定所述进气门的所需打开正时；以及
基于所述差来选择性地调节所述所需打开正时以便产生所述第二目标打开正时。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
根据所述差来确定正时调节；以及
通过所述正时调节对所述所需打开正时选择性地进行提前和延迟中的一者以便产生所述第二目标打开正时。
4.根据权利要求2所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
根据所述差来确定正时调节；以及
将所述第二目标打开正时设定成等于所述所需打开正时和所述正时调节之和。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其中：
在所述第一燃烧循环期间，所述进气门致动器在第一目标关闭正时处关闭所述进气门；
所述汽缸压力模块在所述第一燃烧循环期间在所述进气门关闭之后的第二预定曲轴转角处将气门关闭压力设定成等于所述汽缸压力；
所述气门控制模块接收第二参考汽缸压力，基于所述气门关闭压力和所述第二参考汽缸压力之间的差来产生所述进气门的第二目标关闭正时；以及
在所述第二燃烧循环期间，所述进气门致动器在所述第二目标关闭正时处关闭所述进气门。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
确定所述进气门的所需关闭正时；
确定所述气门关闭压力和所述第二参考汽缸压力之间的第二差；以及
基于所述第二差来选择性地调节所述所需关闭正时以便产生所述第二目标关闭正时。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
根据所述第二差来确定第二正时调节；以及
将所述第二目标关闭正时设定成等于所述所需关闭正时和所述第二正时调节之和。
8.根据权利要求5所述的控制系统，还包括参考压力模块，所述参考压力模块：
在第二汽缸的进气门打开之后的所述预定曲轴转角处将所述参考汽缸压力选择性地设定成等于所述第二汽缸的第二汽缸压力传感器所测量的第二汽缸压力；以及
在所述第二汽缸的所述进气门关闭之后的所述第二预定曲轴转角处将所述第二参考汽缸压力选择性地设定成等于所述第二汽缸压力。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中所述汽缸和所述第二汽缸是不同的汽缸。
10.一种用于发动机的控制系统，包括：
排气门致动器，所述排气门致动器在汽缸的第一燃烧循环期间在第一目标打开正时处打开所述汽缸的排气门；
汽缸压力模块，所述汽缸压力模块接收所述汽缸的汽缸压力传感器所测量的汽缸压力，并且在所述第一燃烧循环期间在所述排气门打开之后的预定曲轴转角处，将气门打开压力设定成等于所述汽缸压力； 和
气门控制模块，所述气门控制模块接收参考汽缸压力并且基于所述气门打开压力和所述参考汽缸压力之间的差产生所述汽缸的第二燃烧循环的第二目标打开正时，
其中所述第二燃烧循环是在所述第一燃烧循环之后，以及
其中，在所述第二燃烧循环期间，所述排气门致动器在所述第二目标打开正时处打开所述排气门。
11.根据权利要求10所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
确定所述排气门的所需打开正时；以及
基于所述差来选择性地调节所述所需打开正时以便产生所述第二目标打开正时。
12.根据权利要求11所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
根据所述差来确定正时调节；以及
通过所述正时调节对所述所需打开正时选择性地进行提前和延迟中的一者以便产生所述第二目标打开正时。
13.根据权利要求11所述的控制系统，其中所述气门控制模块：
根据所述差来确定正时调节；以及
将所述第二目标打开正时设定成等于所述所需打开正时和所述正时调节之和。
14.根据权利要求10所述的控制系统，其中：
在所述第一燃烧循环期间，所述排气门致动器在第一目标关闭正时处关闭所述排气门；
所述汽缸压力模块在所述第一燃烧循环期间在所述排气门关闭之后的第二预定曲轴转角处将气门关闭压力设定成等于所述汽缸压力；
所述气门控制模块接收第二参考汽缸压力，基于所述气门关闭压力和所述第二参考汽缸压力之间的差来产生所述排气门的第二目标关闭正时；以及
所述排气门致动器在所述第二燃烧循环期间在所述第二目标关闭正时处关闭所述排气门。
15.根据权利要求14所述的控制系统，还包括参考压力模块，所述参考压力模块：
在第二汽缸的排气门打开之后的所述预定曲轴转角处将所述参考汽缸压力选择性地设定成等于所述第二汽缸的第二汽缸压力传感器所测量的第二汽缸压力；以及
在所述第二汽缸的所述排气门关闭之后的所述第二预定曲轴转角处将所述第二参考汽缸压力选择性地设定成等于所述第二汽缸压力。
16.根据权利要求15所述的控制系统，其中所述汽缸和所述第二汽缸是不同的汽缸。
17.根据权利要求15所述的控制系统，其中所述汽缸和所述第二汽缸是相同的汽缸。
18.根据权利要求14所述的控制系统，还包括：
进气门致动器，在所述第一燃烧循环期间所述进气门致动器在第三目标打开正时处打开所述汽缸的进气门并且在第三目标关闭正时处关闭所述进气门，
其中：
所述汽缸压力模块：
在所述第一燃烧循环期间在所述汽缸的所述进气门打开之后的第三预定曲轴转角处将第二气门关闭压力设定成等于所述汽缸压力；以及，
在所述第一燃烧循环期间在所述汽缸的所述进气门关闭之后的第四预定曲轴转角处将第二气门关闭压力设定成等于所述汽缸压力；
所述气门控制模块：
接收第三参考汽缸压力和第四参考汽缸压力；
基于所述第二气门打开压力和所述第三参考汽缸压力之间的差来产生所述进气门的第四目标打开正时；以及
基于所述第二气门关闭压力和所述第四参考汽缸压力之间的差来产生所述进气门的第四目标关闭正时；以及，
在所述第二燃烧循环期间，所述进气门致动器：
在所述第四目标打开正时处打开所述进气门；和
在所述第四目标关闭正时处关闭所述进气门。
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