CN103982307B - 前馈动态滑阀 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种通过反馈和前馈机构控制滑阀的方法。在一个示例中，该方法包括通过螺线管致动滑阀以提前和延迟耦合至凸轮轴的液压可变凸轮正时致动器，并且被命令至零位以维持当前凸轮正时时，借助于频率与发动机点火频率同步的组件调制螺线管，以抵消凸轮扭矩振荡。这样，滑阀可被维持在零位而不管高凸轮扭矩振荡频率，从而保留油在螺线管组件中并且改善凸轮正时位置。

Description

前馈动态滑阀

技术领域

本发明涉及一种前馈动态滑阀。

背景技术

内燃机可使用可变凸轮正时(VCT)来提高车辆的燃料经济性和排放性能。其中一种方法是可变凸轮正时使用诸如叶片式凸轮移相器的油压致动装置。移相器可通过电力机械致动的滑阀来控制，该滑阀将油流引入叶片的一侧或另一侧。因而该装置的性能取决于油压，所述油压可以是发动机转速和通过不同油系统泄露的函数。

一个示例性VCT系统使用具有一个入口流和两个出口流的滑阀。因而该滑阀具有两种功能——控制油进入和将油排出。控制油入口时常通过反馈和/或前馈的方法常用于控制VCT位置。

本文发明人已认识到当凸轮正时维持在当前凸轮正时时，在较高发动机RPM时，可用控制系统在凸轮扭矩振荡事件期间可能不足以准确地控制VCT位置。大量的油可被无意排出系统，因此在未来的控制事件期间，需要额外的控制油。此外，当油被迫自排泄口流出时，凸轮可从其所期望的位置移出，或更大程度地振荡。这可导致不想要的发动机爆震和随后发动机零件的退化。

发明内容

在一个示例中，可通过一种方法解决这些问题，该方法包括经螺线管致动滑阀以提前和延迟耦合至凸轮轴的液压可变凸轮正时致动器；以及包括，当被命令至零位以维持当前凸轮正时时，借助于频率与发动机点火频率同步的组件调制螺线管，以抵消凸轮扭矩振荡。

在另一个示例中，可通过发动机系统解决这些问题，该发动机系统包括液压致动可变凸轮正时致动器；带有油道的凸轮，其用于将油从凸轮帽中的油道输送到耦合至凸轮的可变凸轮正时致动器；液压滑阀，其耦合至可变凸轮正时致动器，其中滑阀在包括零位的多个位置中可调节以维持当前凸轮正时；以及螺线管，其经配置控制滑阀位置，这通过借助于频率与发动机点火频率同步的组件，将滑阀调制至零位以抵消凸轮扭矩振荡。

通过这种方式，能够产生滑阀致动从而抵消凸轮扭矩对油流的影响，以便维持可变凸轮正时致动器中的油容量，并且凸轮更好地维持当前凸轮正时。具体地，当例如基于反馈和/或前馈控制，螺线管调制被命令为零位以维持当前凸轮正时，螺线管调制能够使滑阀阻塞油流动，否则因汽缸阀致动作用于凸轮轴上的力导致出现油流动。通过阻塞油意外流入液压可变凸轮正时致动器的提前室和延迟室或从其中流出，液压系统被加强且凸轮较小程度地偏离当前正时，从而较好地维持不同发动机汽缸燃烧性能的一致性。即使作用于凸轮轴上的时变扰动力矩来自汽缸阀致动也是可能的。进一步地，通过以与燃烧频率相同的频率调节，能够更好地将调制与作用在凸轮轴上的动态扭矩对准，因此抵消和取消此种影响。

应当理解，提供上述发明内容是为了以简化的形式介绍精选选构思，其将在具体实施方式中被进一步说明。这并不意味着确立要求保护的主题事项的关键或基本特性，其范围仅由权利要求限定。另外，所述的主题事项不被限制于解决上述或在本发明中任何部分指出的任何不利的实施方式。

附图说明

图1示出车辆发动机和有关系统的示意图。

图2示出发动机机油润滑系统的方框图。

图3示出示例性VCT移相器和液压系统。

图4描绘凸轮在四冲程循环的完全燃烧循环中的示例性凸轮扭矩曲线。

图5A示出第一位置中的滑阀示意图。

图5B示出第二位置中的滑阀示意图。

图5C示出第三位置中的滑阀示意图。

图6示出根据本公开的用于控制滑阀定位的示例性高级方法。

图7描绘根据本公开示出如发动机状况的滑阀定位控制的预见性示例性数据。

具体实施方式

以下描述涉及用于控制车辆发动机的系统和方法，该发动机具有诸如可变凸轮正时的可变汽缸阀系统。例如，发动机可包括用来调节凸轮正时的VCT移相器，其中移相器被包括在液压系统中。发动机可经配置包括控制器，该控制器经配置用于控制螺线管的致动信号，进而以控制滑阀放置在液压系统内部的位置。在一个例子中，螺线管致动信号可经受前馈调制以维持滑阀位置，从而阻塞油从液压系统排出，从而提高VCT 系统的性能。

图1描述内燃机10的燃烧室或汽缸的示例性实施例。图1示出发动机10可接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数，以及接收车辆操作员190经输入装置192的输入。在该例中，输入装置192包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器194。

发动机10的汽缸(本文也称“燃烧室”)30可包括其中设置有活塞 36的燃烧室壁32。活塞36可被耦合到曲轴40，使得活塞的往复动态转换成曲轴的旋转动态。曲轴40可经传输系统耦合至客车的至少一个驱动轮。进一步，起动马达可经飞轮耦合到曲轴40，从而能够有发动机10 的起动操作。曲轴40被耦合到油泵208以加压发动机机油润滑系统200 (未示出曲轴40耦合至油泵208)。壳体136经正时链或带(未示出)液压耦合到曲轴40。

汽缸30可经进气歧管或空气通道44接收进气。进气通道44可与除汽缸30外的发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可包括诸如涡轮增压器或机械增压器的增压装置。可沿发动机进气通道提供包括节气门板62的节流系统以改变被提供至发动机汽缸的进气流率和/或压力。在该特定的例子中，节气门板62耦合至电动机94，使得经电动机94通过控制器12控制椭圆形节气门板62的位置。该配置可被称为电子节气门控制(ETC)，其也可运用于怠速控制期间。

示出燃烧室30经各进气门52a和52b(未示出)以及排气门54a和 54b(未示出)与进气歧管44和排气歧管48连通。因此，每汽缸可使用四个气门，在另一个例子中，每汽缸还可使用一个进气门和一个排气门。在又一个例子中，每汽缸可使用两个进气门和一个排气门。

排气歧管48可接收来自除汽缸30之外发动机10的其他汽缸的排气。示出排气传感器76被耦合到催化转换器70(其中传感器76可对应各种不同传感器)上游的排气歧管48。例如，传感器76可以是用于提供诸如线性氧传感器、UEGO、两种状态氧传感器、EGO、HEGO、或HC或 CO传感器的排气空气/燃料比指示的许多已知传感器中的任一个。示出排放控制装置72被放置在催化转换器70的下游。排放控制装置72可是三元催化剂、NOx捕集器、其他不同排放控制装置或其组合。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可包括用于开始燃烧的火花塞92。在选择操作模式下，点火系统88可经火花塞92将点火火花提供到燃烧室30以响应来自控制器12的点火提前信号SA。然而，在一些实施例中，可省略火花塞92，例如其中发动机10可通过自动点火或喷射燃料开始燃烧，如一些柴油发动机的情况。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可经配置具有向其中提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为一个非限制性例子，示出燃料喷射器 66A被直接耦合到汽缸30，用于将与经电子驱动器68从控制器12中所接收的信号dfpw脉冲宽度成比例的燃料直接喷射至其中。以这种方式，燃料喷射器66A提供将燃料喷射至汽缸30的所谓直接喷射(下文也称“DI”)。

控制器12被示为微型计算机，其包括微处理器单元102、输入/输出端口104、在此特定例子中示为只读存储器芯片106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器108、不失效记忆体110以及传统数据总线。示出控制器12接收来自被耦合到发动机10的传感器的不同信号，除了之前讨论过的那些信号，还包括来自被耦合到节气门20的空气质量流量传感器100的引入空气质量流量(MAF)的测量；来自被耦合到冷却套114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自被耦合到曲轴40的霍尔效应传感器118的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器20的节气门位置TP；来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP；来自爆震传感器182的爆震指示；以及来自传感器180 的绝对或相对环境湿度的指示。发动机转速信号RPM由控制器12以传统方式从信号PIP中产生，并且来自歧管压力传感器的歧管压力信号 MAP提供进气歧管中的真空或压力指示。在化学计量操作期间，该传感器可给出发动机负载指示。进一步，该传感器连同发动机转速可提供被引入汽缸的充气(包括空气)评估。在一个例子中，也被用作发动机转速传感器的传感器118在曲轴每次回转均产生预定数目的等距脉冲。

在该具体的例子中，催化转换器70的温度Tcat1由温度传感器124 提供，而排放控制装置72的温度Tcat2由温度传感器126提供。在替代实施例中，可从发动机操作推断出温度Tcat1和温度Tcat2。

继续参考图1，示出可变凸轮轴正时(VCT)系统19。在该示例中，示出顶置凸轮系统，但是也可使用其他方法。具体地，示出发动机10的凸轮轴130与摇臂132和摇臂134连通，用于致动进气门52a，52b和排气门54a，54b。VCT系统19可油压致动(OPA)，凸轮扭矩致动(CTA)，或两者结合。通过调节多个液压阀，从而将诸如发动机机油的液压流体引入凸轮轴移相器的空腔(如提前室或延迟室)，气门正时可被变化，也就是提前或延迟。如在此进一步阐述，液压控制阀的操作可由各控制螺线管控制。特别地，发动机控制器可将信号传送至螺线管以移动阀槽，该阀槽通过移相器空腔调节油流。在一个示例中，螺线管可是电致动螺线管。如本文所用，凸轮正时的提前和延迟指相对凸轮正时，因为完全提前位置仍可提供关于上死点的延迟进气门开口，仅作为例子。

凸轮轴130被液压耦合到壳体136。壳体136形成具有多个齿138的齿轮。壳体136经正时链或带(未示出)被机械地耦合至曲轴40。因此，壳体136与凸轮轴130以大体上与曲轴相同的速度转动。然而，通过如本文所描述的液压耦合操纵，可通过延迟室142和提前室144中的液压压力改变凸轮轴130与曲轴40的相对位置。通过允许高压液压流体进入延迟室142，凸轮轴130和曲轴40之间的相对关系延迟。因此，进气门 52a，52b和排气门54a，54b相对于曲轴40在早于正常的时间打开和关闭。类似地，通过允许高压液压流体进入提前室144，凸轮轴130和曲轴40的相对关系提前。因此，进气门52a，52b和排气门54a，54b相对于曲轴40在晚于正常的时间打开和关闭。

虽然该例子示出同时控制进气门正时和排气门正时的系统，但是仍可使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时、双相等可变凸轮正时，或其他可变凸轮正时。进一步，还可使用可变气门升程。进一步，可使用凸轮轴廓线变换以在不同工况下提供不同凸轮廓线。再者，气门机件可以是滚柱指轮从动件、直动作用机械斗、电动液压或其他替代摇臂。

继续说明可变凸轮正时系统，耦合到壳体136和凸轮轴130的齿138 允许通过向控制器12提供信号VCT的凸轮正时传感器150测量相对凸轮位置。齿1，2，3和4可用于测量凸轮正时，且等距隔开(如，在V8 双汽缸组发动机中，这些齿彼此间隔90度)，而齿5可用于汽缸识别。此外，控制器12向常规螺线管阀(未示出)发送信号(LACT，RACT)，以控制液压流进入延迟室142、提前室144，或者既不流进延迟室142，也不流进提前室144。

可按各种方式测量相对凸轮正时。总的来说，PIP信号的上升边缘与壳体136上的多个齿138中的一个接收信号之间的时间或旋转角可给出相对凸轮正时的测量。对于具有两个汽缸组和五齿齿轮的V-8发动机的特定例子，每旋转一周时所接收的四次特定汽缸组的凸轮正时的测量，而额外的信号用于汽缸识别。

如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个汽缸，并示出每个汽缸具有其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。

图2示出发动机机油润滑系统200的示例性实施例，其中在该润滑系统中油泵208耦合到曲轴40(未示出)，并包括不同油子系统216、218、 220。油子系统可运用油流执行一些诸如润滑、致动器致动等功能。例如，一个或多个油子系统216、218、220可是具有液压致动器和液压控制阀的液压系统。进一步，油子系统216、218、220可以是润滑系统，例如用于将油输送到诸如凸轮轴，液压阀等的移动组件的通道。再者，油子系统的非限制性例子是凸轮移相器、汽缸壁、其他轴承等。

油通过供给通道供给至油子系统，并且油通过回流通道返回。在一些实施例中，可存在更少或更多的油子系统。

继续参考图2，与曲轴40(未示出)旋转有关联的油泵208通过供给通道206从存储在油盘202内的储油器204中吸油。油在压力下自油泵208通过供给通道210和油过滤器212被输送至主油道214。主油道 214内的压力是通过油泵208和通过供给通道214a、214b、214c分别进入每个油子系统216、218、220的油流动所产生的力的函数。油在大气压力下通过回流通道222返回至储油器204。油压传感器224测量主油道油压并将压力数据发送至控制器12(未示出)。

主油道油压水平可影响一个或多个油子系统216、218、220的性能，例如，由液压致动器所产生的力与主油道中的油压直接成正比。当油压高时，致动器可较多响应；当油压低时，致动器可较少响应。低油压还可限制发动机油润滑移动组件的功效。例如，如果主油道油压低于阈值油压，则可输送减少的润滑油流，且可发生组件老化。

此外，当没有或减少油流出主油道时，主油道油压最高。因此，油子系统中液压致动器泄漏可减少主油道油压。进一步，在可变凸轮正时移相器中可出现一个特定油泄漏源，如关于图3进一步详细描述。

图3示出示例性油子系统220。油子系统220(本文也称“移相器”) 由可变凸轮正时致动器(本文也称“致动器”)360，可变力螺线管(本文也称“螺线管”)310，油控制滑阀(本文也称“滑阀”)300，凸轮轴颈370和液压通道(本文也称“通道”)316、317、318、320、322组成。通道316将主油道214连接到滑阀300；通道317、318将滑阀300连接到回流通道222；通道320经凸轮轴颈道342将滑阀300连接到致动器 360内的延迟室142；通道322经凸轮轴颈道344将滑阀300连接到致动器360内的提前室144。凸轮轴颈370包括凸轮轴130，凸轮轴颈道342和344，凸轮轴颈帽380，以及汽缸盖凸轮孔381。机械地耦合到汽缸盖 (未示出)的凸轮轴颈帽380形成圆筒轴承，其中凸轮轴130在圆筒轴承内可旋转。在图3中，示出具有帽顶部380a、汽缸盖凸轮孔381和帽密封台肩380c的凸轮轴颈帽380的剖视图。如图所示，在帽密封台肩380c 两侧上油道可并入凸轮轴颈帽380。凸轮轴颈道342在通道320和延迟室 142之间提供油液压通道。凸轮轴颈道344在通道322和提前室144之间提供油液压通道。帽密封台肩380c在凸轮轴颈道342和344之间提供分离。因此，在一个特定的例子中，可使用凸轮式送料油压致动系统。

致动器360由转子330、壳体136、延迟室142、提前室144(未示出)、锁销332和可选配复位弹簧334组成。转子330依附于凸轮轴130，所以转子330与凸轮轴130以同样的速度旋转。转子330被液压耦合到壳体136。移相器叶片330a，330b，330c，330d在由延迟室142和提前室144所形成的凹槽内移动。通过准许油流进延迟室142且从提前室144 流出，或反之亦然，滑阀300允许转子330移动，这取决于所期望的移动方向(即，取决于是否期望凸轮提前或凸轮延迟)。在凸轮延迟期间，来自供给通道316的油通过滑阀300和通道320以及凸轮轴颈道342流进延迟室142，同时油通过滑阀300从提前室144被推至凸轮轴颈通道 344并从通道318出来。在凸轮提前期间，来自供给通道316的油流经滑阀300和通道322以及凸轮轴颈道344流进提前室144，同时油通过滑阀 300从延迟室142被推至凸轮轴颈道342和通道320，并从通道317出来。壳体136形成适于转子330的机械挡块。当延迟室142最大程度地打开且转子330靠着壳体136时，致动器360处于延迟端位置(本文也称“基础位置”)，且凸轮正时达到最大程度地延迟。当提前室144最大程度地打开且转子330靠着壳体136时，致动器360处于提前端位置，并且凸轮正时达到最大程度地提前。当油压低时，例如在低温起动期间，可选配复位弹簧334和锁销332可将转子330保持在基础位置。随着油压增大，锁销332可缩回，这样转子330如之前所述移动自由。当存在复位弹簧334时，复位弹簧334在不管油压的情况下产生使转子330偏向基础位置的力。

滑阀300由套管308组成，用于接收具有阀芯台肩314a、314b、314c 的阀芯314和偏动弹簧312。由电子控制单元(ECU)302(可为控制器 12)控制的螺线管310移动308内部的阀芯314。阀芯314的位置是通过平衡偏动弹簧312力相对于由螺线管310所产生的力来确定。阀芯台肩 314a，314b，314c用于限制或阻塞通过液压通道的油流。阀芯314可调节，以便滑阀300在多个范围之间操作，该范围包括第一范围，其沿第一方向朝第一端位置在致动器上产生液压力；第二范围，其沿第二、相反方向朝第二、相反端位置在致动器上产生液压力；以及第一范围和第二范围之间的中立范围。在一个例子中，第一范围是延迟范围，第二范围是提前范围。

在延迟范围中，油从滑阀300流进延迟室142，迫使致动器360延迟凸轮正时，达到最大延迟凸轮正时。阀芯台肩314a阻塞通道317，通道在阀芯台肩314a和314b之间从通道316到通道320敞开，以及通道在阀芯台肩314b和314c之间从通道322到通道318敞开。延迟范围的一种情况是当螺线管310未通电(如，螺线管未被施加电流)，并且致动器 360处于基础位置时。在提前范围中，油从滑阀300流进提前室144，从而迫使致动器360克服复位弹簧334并提前凸轮正时，以达到最大提前凸轮正时。在提前范围中，阀芯台肩314c阻塞通道318，通道在阀芯台肩314b和314c之间从通道316到通道322敞开，且通道在阀芯台肩314a和314b之间从通道320到通道317敞开。在中立范围中，因为致动器上的液压力大体平衡，所以致动器360将既不提前也不延迟凸轮正时。通过从提前室144到延迟室142的正压力差抵消了来自复位弹簧334的扭矩。在中立范围中，阀芯台肩314c阻塞了通道318，弱通道在阀芯台肩 314b和314c之间从通道316到通道322敞开，且弱通道在阀芯台肩314a 和314b之间从通道320到通道317敞开。

然而，在一定的发动机条件下，凸轮扭矩对于滑阀可振荡过快而无法仅通过位置反馈加以补偿。图4描绘当前公开的振荡凸轮和以 1000RPM操作的3凸轮V8发动机的示例性位置曲线400。图4在x轴上绘制曲柄角，在y轴上绘制动态凸轮扭矩。位置曲线400描绘单个凸轮以1000RPM旋转穿过720°。如图4所示，在720°旋转中，存在6 个扭矩反转事件405和410。事件405可与叶片向定子过渡有关，其中 VCT正过渡到延迟位置。事件410可与销件向定子过渡有关联，其中VCT 正过渡到提前位置。

在这些过渡事件中，可使用如上所述以及图3所示的滑阀控制凸轮位置。然而，扭矩的振荡本质可比控制系统能够补偿先发生。当以与控制油进入阀芯相反的方式发生振荡时，油可能被迫流出排泄口，从而将凸轮移出所期望的位置。必须纠正这样的凸轮位置误差，以便在随后的控制事件中额外的油进入滑阀。在位置曲线400中的点415和420处描述了凸轮位置误差的例子。当凸轮扭矩振荡时，由于油的不可压缩性导致在排泄口中产生压力，从而进一步促使凸轮位置误差。本文中发明人已确定可运用额外的前馈调制以抵消通过排泄口的油损耗，从而产生较好的凸轮位置。

可使用前馈调制使滑阀维持在零位，从而阻塞排泄口，而不管高频凸轮振荡事件。图5A、5B、5C分别示出第一、第二和第三位置中的滑阀装配件500的示意图并根据当前公开。滑阀510在来自控制器(未示出)的信号控制下，可延伸至螺线管体525或从螺线管体525缩回。控制器信号可致动液压系统或电气系统或其他合适系统以移动滑阀510。滑阀510可包括通道511和通道512，该通道可根据滑阀510的移动变化位置，且可改变流经装配件500的油特性。螺线管体525可被耦合到吸油口516，油通过该吸油口进入装配件。螺线管体525还可被耦合到提前端口517，该提前端口可允许油流进VCT移相器叶片的提前室。螺线管体525还可包括可允许油流进VCT移相器叶片的延迟室的延迟端口518。螺线管体525还可被耦合到可允许油排出至油盘或其他油槽的排泄口 520和排泄口522。

在图5A中，示出滑阀装配件500处于第一位置，本文也称“零”位。在零位中，滑阀510和通道511处于排泄口520和排泄口525被阻塞的位置。油可通过吸油口516进入螺线管体525，如箭头530所描绘。油可慢慢进入提前端口517和延迟端口518，如分别由箭头536和箭头535 所描绘。在零位中，进入提前端口和延迟端口的油可补偿从这些端口以及VCT移相器叶片的提前室和延迟室中渗漏而失去的油。

在图5B中，示出滑阀装配件500处于第二位置，本文也称“提前”位置。在提前位置中，滑阀510和通道511处于油可通过吸油口516进入螺线管体525的位置，如箭头530所描绘。进入螺线管体525的油被迫通过通道511并进入提前端口517，如箭头540所描绘。油还可排出延迟端口518，如箭头550所描绘，且可进一步通过排泄口520从螺线管体 525退出。因此，在提前位置中，可存在流进VCT移相器叶片提前室和流出VCT移相器叶片延迟室的净流。

在图5C中，示出滑阀装配件500处于第三位置，本文也称“延迟”位置。在延迟位置中，滑阀510和通道511处于油可通过吸油口516进入螺线管体525的位置，如箭头530所描绘。进入螺线管体525的油被迫通过通道511并进入延迟端口518，如箭头560所描绘。油可排出提前端口517，如箭头570所描绘，且可进一步通过排泄口522从螺线管体525退出。因此，在延迟位置中，可存在流进VCT移相器叶片延迟室和流出VCT移相器叶片提前室的净流。

当在零位时，当凸轮扭矩振荡正常迫使油进入排泄口时，图5所描述的滑阀可允许排泄口阻塞。滑阀还可被设置成仅阻塞前进端口或延迟端口中的一个。通过控制与凸轮扭矩振荡一致的阀位置，可将油保持在系统中，否则将因凸轮扭矩所产生的压力而流失。

图6示出根据本公开的控制与凸轮扭矩振荡一致的如图5所描述位置的示例性方法600。方法600可从610开始。在610处，可估计或测量当前发动机的工况。所评估的条件可包括气压、驾驶员要求的扭矩、歧管压力、歧管空气流、发动机温度、气温、爆震限制和其他工况。接下来，在620处，可测量VCT的当前位置。这可包括确定凸轮角、凸轮扭矩、凸轮移相器和VCT系统其他的条件。在630处，可基于发动机工况来确定VCT的期望位置。在一个例子中，致动滑阀从而提前和延迟液压可变凸轮正时致动器以响应于所期望的凸轮正时和当前凸轮正时之间的误差。

在640处，控制器可基于实际VCT位置和所期望的VCT位置之间的误差来确定反馈和前馈控制行动。例如，如果当发动机条件表明VCT 应该在前进位置而VCT在延迟位置时，则反馈控制行动可指示应当致动滑阀，从而从当前位置移动到提前位置(如，图5B中描述的位置)，从而允许油进入VCT移相器的提前位置。此外，在640处可确定前馈常数和控制行动，在以下进一步描述的方法600的650处和670处可使用640 处。

在650处，控制器可基于发动机工况、实际和所期望的VCT位置、反馈常数和控制行动以及前馈常数和控制行动来确定零位调节。这可包括基于工况设置零占空比值。在某些情况下，为了在零位中设置滑阀的位置，零占空比可等于0.5，因此阻塞螺线管装配件中的排泄口。然而，为了在零位中设置滑阀的位置，发动机条件可能需要将占空比值设置为较高或较低值(如0.51或0.45)。零位占空比可取决于操作汽缸模式或其他发动机工况。

在660处，控制器可基于发动机工况、实际和期望的VCT位置、反馈常数和控制行动以及前馈常数和控制行动来确定凸轮扭矩振荡是否需要被抵消。在一个例子中，在阈值发动机RPM中，凸轮扭矩振荡可太快发生以致不能仅通过反馈达到有效控制。在一个例子中，只有在发动机速度高于上限阈值速度时实行零位调制。致动螺线管将滑阀放置于零位的占空比可需要额外调制，以抵消动态凸轮扭矩。如果控制器确定不需要额外调制来抵消凸轮扭矩振荡，则可结束方法600。如果控制器确定需要额外调制来抵消凸轮扭矩振荡，则方法600可进行到670。在670处，可增加额外调制。调制可是前馈控制行动。

例如，如果占空比设置为0.5，则额外调制可包括频率与发动机点火频率同步的循环占空比+/-0.02。可基于发动机速度、当前凸轮正时、期望凸轮正时等调节调制幅度。图4中描述的例子中，发动机是以1000RPM 操作的V8发动机，其中每16个点火事件中出现6次振荡事件。因此，可调制螺线管，以便调制频率设置为主要组件频率为发动机点火频率的 3/8，以抵消动态凸轮扭矩。在另一个例子中，V6发动机可以1000RPM 操作，其中每12个点火事件中发生6次振荡事件。在该例中，调制频率可设置为发动机点火频率的1/2，以抵消动态凸轮扭矩。在其他例子中，调制频率可设置为等于发动机点火频率，或设置为等于发动机点火频率两倍的值，或设置为使凸轮振荡与螺线管同步发生的任何值，以便通过抵消动态凸轮扭矩的前馈机构阻塞螺线管组件。同步频率组件可包括1/N 点火频率的额外组件，其中N是发动机中汽缸的数量。在另一个例子中，调制可以与发动机点火异相一个选定的量。一旦将额外的前馈调制增加到螺线管控制信号，就可结束方法600。

图7描绘根据本公开的一组预知的示例性的发动机条件、VCT定位和可被用作致动方法600或其他类似方法的螺线管致动信号。曲线701， 702和703在x轴上被描绘为相同的时间尺度(秒)。

曲线701根据本公开将螺线管致动信号描绘为随一段时间变化的占空比的百分数。占空比可取0和100％之间的任何值。在0％占空比处，致动螺线管以控制滑阀在零延迟位置中，如图5C中所示位置。在100％占空比处，致动螺线管以控制滑阀在零提前位置中，如图5B中所示位置。在没有其他因素下，在50％占空比处，可致动螺线管以控制滑阀在零位中，如图5A中所示。线710描绘一个例子。然而，如上所述，发动机工况可能需要占空比大于或小于50％，以使滑阀维持在零位。

曲线702描绘根据本公开的随时间变化的凸轮正时的曲线。线730 描绘所期望的凸轮正时，而线740描绘实际凸轮正时。在该曲线中，截距以上的值指示VCT提前。截距以下的值(未示出)指示VCT延迟。

曲线703描绘随时间变化的发动机RPM曲线。线740描绘发动机 RPM。线750描绘阈值RPM值，超过阈值RPM值时，凸轮扭矩振荡可要求额外前馈调制，如关于图6的描绘和讨论。

在该例中，起初，发动机RPM740低于阈值750，并且所期望的凸轮正时730在实际凸轮正时误差幅度内。螺线管致动信号保持在大约51％占空比以使滑阀维持在零位。

如图所描绘，曲线703示出在时间760处，发动机RPM增加至高于阈值750。如线730描绘的，所期望的凸轮正时可根据发动机RPM以及其他发动机工况(未示出)中的增加而朝全面提前增加。因此，在时间 760处，当发动机RPM增加至高于阈值750时，控制器可增加螺线管致动信号至100％占空比，从而将滑阀移动到提前位置。

如通过曲线 702中的线720所示，以描绘的方式增加螺线管致动信号可导致实际凸轮正时增加到高于期望凸轮正时730。在该例中，如通过反馈所确定的，螺线管致动信号可朝向全面延迟降低。

在765处，当期望凸轮正时730在实际凸轮正时720误差幅度内时，螺线管致动信号可由控制器调节以通过将占空比增加至49％来维持零位。然而，由于发动机RPM740被维持在阈值750以上，所以需要额外前馈调制使滑阀维持在零位。在该例中，调制以+/-2％占空比以3/8的点火频率增加。

如所描绘的例子，维持前馈调制直到发动机RPM740在时间770处降低至阈值750。随着所期望的凸轮正时减少，控制器可将螺线管致动信号减少至0％占空比，从而移动滑阀至延迟位置。

如曲线702中线720所示，以所描绘的方式减少螺线管致动信号可导致实际凸轮正时减少到低于期望凸轮正时730。在该例中，螺线管致动信号可朝全面提前增加，如通过反馈所确定的。当所期望的凸轮正时730 在实际凸轮正时720的误差幅度内时，螺线管致动信号可通过控制器调节，从而通过将占空比增加至55％来维持零位。由于发动机RPM740被维持在阈值750以下，所以需要额外前馈调制来控制滑阀在零位中。

这样，能够产生滑阀致动以抵消凸轮扭矩对油流的影响，使得维持可变凸轮正时致动器中的油量，且凸轮更好地维持当前凸轮正时。

应当清楚的是，本文中的配置和程序本质上是示例性的，并且这些特定实施例并不会被认为是限制性的，因为许多变化都是可能的。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置四缸、汽油、柴油以及其他发动机类型和燃料类型。本公开的主题包括本文讨论的不同系统和配置，以及其他特性、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求特别指出了视为新颖且非显而易见的某些组合和低级组合。这些权利要求可涉及“一”元件或“第一”元件或其等效形式。此类权利要求应理解成包括一个或更多此类元件的合并，既不需要也不排除两个或更多此类元件。本发明特性、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过本发明权利要求修正或经过在此或有关申请中呈现的新权利要求加以要求(通过对当前权利要求进行修改或通过提出新的权利要求而要求保护)。此类权利要求，无论其范围与原始权利要求相比更宽、窄、等同、或不同，也被视作包括于本公开主题事项内。

Claims (15)

1.一种用于发动机操作的方法，包括：

通过螺线管致动滑阀以提前和延迟耦合至凸轮轴的液压可变凸轮正时致动器；以及

当被命令至零位以维持当前凸轮正时时，借助于频率与发动机点火频率同步的组件调制所述螺线管，将所述调制与作用在所述凸轮轴上的动态扭矩对准，以抵消凸轮扭矩振荡。

2.根据权利要求1所述的方法，其中用频率为发动机点火频率的3/8的主要组件调制所述螺线管。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述螺线管是电致动螺线管。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述调制是前馈控制动作。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述调制的幅度基于发动机速度和当前凸轮正时被进一步调节。

6.根据权利要求1所述的方法，其中致动所述滑阀以提前和延迟所述液压可变凸轮正时致动器是响应于所期望的凸轮正时和当前凸轮正时之间的误差的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在同步频率的所述组件包括在点火频率的1/N的额外组件，其中N是所述发动机中汽缸的数量。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述零位中的调制只有在发动机速度高于上限阈值速度时被执行。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述调制与发动机点火异相一个选择的量。

10.一种发动机系统，包括：

液压致动可变凸轮正时致动器；

带有油道的凸轮，该油道被用来将油从凸轮帽中的油道输送至与所述凸轮耦合的所述可变凸轮正时致动器；

液压滑阀，其耦合至所述可变凸轮正时致动器，所述滑阀在包括零位的多个位置中可调节以维持当前凸轮正时；以及

螺线管，其被配置为通过用频率与所述发动机点火频率同步的组件将所述滑阀调制至所述零位，将所述调制与作用在所述凸轮轴上的动态扭矩对准，以抵消凸轮扭矩振荡，来控制所述滑阀的所述位置。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述螺线管是电致动螺线管。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述调制是前馈控制动作。

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述零位中的调制只有在发动机速度高于上限阈值速度时被执行。

14.根据权利要求10所述的系统，其中所述调制的幅度还基于发动机速度和当前凸轮正时被进一步调节。

15.根据权利要求10所述的系统，其中在同步频率的所述组件包括在点火频率的1/N的额外组件，其中N是所述发动机中汽缸的数量。