CN109578107A - 用于发动机油温估计的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于发动机油温估计的系统和方法，公开了用于在用于发动机油温测量的传感器不起作用或不可靠的状况期间估计发动机油温的方法和系统。估计可变凸轮正时机构的螺线管滑阀的零占空比。然后，在用于计算发动机油温的现有传感器变得不可靠时，使用所述占空比、相关凸轮的角速度和发动机油温之间的校准关系来估计发动机油温。

Description

用于发动机油温估计的系统和方法
技术领域
本说明书大体涉及用于估计被配置有油压致动式VCT机构的发动机系统中的发动机油温的方法和系统。
背景技术
发动机控制系统使用多个变量以用于调整各种发动机操作。例如，发动机油温(EOT)估计值可以用于计算发动机处的总摩擦和泵送损失，所述总摩擦和泵送损失继而用于转矩控制。作为另一个示例，EOT用于动力系限制，其中发动机空转速度以及最大和最小的可允许发动机转速受到限制以保护发动机免受极端温度状况(诸如在EOT过高或过低时可能发生)。EOT值还可以用于调整可变凸轮轴正时、控制曲轴箱强制通风和发动机油寿命监测。
已经开发了用于EOT估计的各种方法。一些方法依赖于经由联接到发动机油底壳的温度传感器的直接EOT估计。还有其他方法依赖于(间接)EOT推断逻辑，其中来自各种发动机传感器(诸如发动机冷却剂温度(ECT)传感器、成熟质量空气流量(MAF)传感器、充气温度(ACT)传感器等)的信号与存储在发动机控制器的存储器中(例如，在不失效存储器(keepalive memory)或KAM中)的最后推断的EOT值组合以在发动机操作期间产生推断值。
然而，本文的发明人已经认识到有关此类方法的潜在问题。作为一个示例，在直接估计方法中，温度传感器的劣化可能致使EOT测量值变得不准确。作为另一个示例，在间接估计方法中，KAM、ECT传感器、MAF传感器和ACT传感器(或在EOT推断逻辑中使用的任何其他此类传感器)中的任何一个的劣化可以致使所推断的EOT值是不可靠的。即使在传感器起作用的情况下，也可能存在来自一个或多个传感器的输入对于EOT估计来说不可靠的状况。作为示例，在热发动机启动期间，发动机冷却剂可能比发动机油明显更热。发动机控制器可以利用热起时间(即自从发动机关闭时刻以来过去的总时间量)、通过ECT传感器估计的发动机冷却剂温度以及发动机关闭前的最后估计的EOT值，以计算供后续发动机启动期间的EOT推断逻辑的初始EOT估计值。然而，如果由于KAM错误而导致热起时间或最后估计的EOT值损坏(corrupt)，则至少在车辆操作的前几分钟内，初始EOT估计值可能是不准确的。这样，EOT估计中的不准确性可能导致次优的发动机性能。此外，发动机油的过度加热可能导致发动机部件劣化以及发动机寿命减小。
发明内容
本文的发明人已经认识到：可以有利地利用可变凸轮轴正时(VCT)机构的油控制阀(OCV)的温度依赖性来进行可靠的EOT估计。例如，当EOT估计中使用的传感器劣化时和/或当发动机状况使传感器输出较不可靠时，所述关系可以用于推断EOT。在一个示例中，可以通过一种用于发动机的方法来估计发动机油温，所述方法包括：响应于发动机油温而调整发动机转矩致动器，所述发动机油温是根据存储在存储器中的可变凸轮轴正时装置的凸轮轴螺线管阀占空比与凸轮轴角速度的映射关系来形成的。
作为一个示例，发动机可以被配置有由螺线管油控制阀(OCV)致动的油压致动式VCT装置。所述VCT装置可包括进气凸轮和排气凸轮。响应于满足EOT估计条件并设置一个或多个EOT故障，可以经由凸轮轴螺线管占空比与凸轮轴角速度之间的映射关系(mappedrelationship)施加EOT估计。一个或多个EOT故障可以包括用于测量EOT的传感器(诸如EOT传感器、ECT传感器、ACT传感器等)的劣化。一个或多个EOT故障可以替代地包括传感器输出不可靠的状况，诸如在KAM损坏时或者在发动机热启动期间。在此类状况期间，控制器可以将激励脉冲施加到进气凸轮和排气凸轮中的一个。例如，所述控制器可以使具有限定占空比脉冲宽度的电流穿过控制所述凸轮的OCV的螺线管。可以选择所述占空比以使得所述滑阀移动到将发动机油引导到凸轮压力室的位置，由此使所述凸轮相对于所述凸轮轴旋转(沿提前方向或延迟方向，这基于所选正时的需要)。所述控制器可以测量对应于所施加的占空比的凸轮轴转速或速度的改变(例如，经由凸轮轴位置传感器)并且根据此来估计OCV的零占空比(null duty cycle)。基于所估计的零占空比，并且进一步基于所述凸轮轴的角速度与螺线管占空比之间的映射和校准关系(例如，经由逆模型映射)，所述控制器可以推断EOT。然后，可以使用所估计的EOT来可靠地估计发动机转矩并致动一个或多个转矩致动器。
以此方式，在常规用于测量或估计EOT的传感器劣化、或者这些传感器的输出不可靠的状况期间，可以提供可靠的EOT估计值。依赖于施加到油压致动式VCT的油控制阀(OCV)的占空比与所述OCV致动的凸轮的角速度之间的映射关系的技术效果是：可以提供更鲁棒性的EOT估计方法。通过在估计EOT时利用OCV电阻的温度依赖性，减少了对专用传感器的需要，从而提供部件的减少并改善所述方法针对各种EOT故障的鲁棒性。通过更可靠地估计EOT，改善了转矩估计准确度和用于温度保护的发动机转矩限制。
应当理解的是，提供以上简述以便以简单形式引入在详述中进一步描述的构思选择。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或本质特征，所述要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一限定。另外，所要求保护的主题并不限于解决以上或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示出了具有可变凸轮轴正时(VCT)装置的示例性发动机系统。
图2描绘了VCT的示例性油控制阀(OCV)。
图3描绘了示例性VCT相位器系统。
图4示出了用于估计发动机油温的高级流程图。
图5描绘了OCV的示例性零占空比确定。
图6描绘了零占空比与EOT之间的关系的示例性映射。
图7-10描绘了示例性EOT估计结果。
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，所述发动机具有经由油控制阀使用油压来致动的可变凸轮正时(VCT)装置，如图1-2所示。发动机控制器可以被配置成执行控制例程(诸如图4的示例性例程)，以在默认EOT估计方法不可靠的状况(诸如由于传感器劣化或由于不可靠的传感器输出)下估计发动机油温(EOT)。控制器可以施加脉冲宽度信号以得知油控制阀的零占空比(图5)并且然后基于VCT占空比与EOT之间的映射关系(图6)来推断EOT。参考图7-10的示例示出了示例性EOT估计。
图1描绘了内燃机10的燃烧室或气缸的示例性实施例。图1示出了发动机10可以从包括控制器12的控制系统接收控制参数，以及经由输入装置192从车辆操作者190接收输入。在该示例中，输入装置192包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器194。
发动机10的气缸(在本文也是“燃烧室”)30可以包括活塞36定位在其中的燃烧室壁32。活塞36可以联接到曲轴40以使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由变速器系统联接到载客车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达可以经由飞轮联接到曲轴40以便启用发动机10的启动操作。壳体136经由正时链条或皮带(未示出)来液压地联接到曲轴40。
气缸30可以经由进气歧管或空气通道44来接收进气。除了气缸30之外，进气通道44还可以与发动机10的其他气缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可以包括增压装置(诸如涡轮增压器或机械增压器)。可以沿着发动机的进气通道设置包括节流板62的节气门节气门系统，以用于改变向发动机气缸提供的进气的流速和/或压力。在该特定示例中，节流板62联接到电动马达94，使得控制器12经由电动马达94来控制椭圆形节流板62的位置。该配置可以被称为电子节气门控制(ETC)，其也可以在空转速度控制期间使用。
燃烧室30被示为经由相应的进气门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，虽然可以使用每个气缸有四个阀，但在另一个示例中，也可以使用每个气缸有单个进气门和单个排气门。在又另一个示例中，可以使用每个气缸有两个进气门和一个排气门。
除了气缸30之外，排气歧管48还可以从发动机10的其他气缸接收排气。排气传感器76被示为在催化转化器70的上游联接到排气歧管48(其中传感器76可以对应于各种不同的传感器)。例如，传感器76可以是用于提供排气的空气/燃料比的指示的许多已知传感器中的任何一种，诸如线性氧传感器、UEGO、双态氧传感器、EGO、HEGO、或者HC或CO传感器。排放控制装置72被示为位于催化转化器70的下游。排放控制装置72可以是三元催化剂、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
在一些实施例中，发动机10的每个气缸可以包括用于启动燃烧的火花塞92。在选择操作模式下，点火系统88可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA，通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。然而，在一些实施例中，可以省略火花塞92，诸如在发动机10可以通过自动点火或通过喷射燃料来启动燃烧的情况下(如同一些柴油发动机中的情况一样)。
在一些实施例中，发动机10的每个气缸可以被配置成具有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，燃料喷射器66A被示为直接联接到气缸30，以用于在其中直接喷射与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号dfpw的脉冲宽度成比例的燃料。以此方式，燃料喷射器66A提供所谓的将燃料直接喷射(以下也被称为“DI”)到气缸30中。例如，燃料喷射器可以安装在燃烧室的侧面(如图所示)中或燃烧室的顶部中(靠近火花塞)。可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统将燃料递送到燃料喷射器66A。在一些实施例中，可替代地或附加地，燃烧室30可以包括布置在进气歧管44中的燃料喷射器，其配置提供所谓的燃料的进气道喷射到燃烧室30上游的进气口中。
控制器12被示出为微型计算机，其包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在此特定示例中被示为只读存储器芯片106)、随机存取存储器108、不失效存储器110和数据总线。除了先前讨论的那些信号之外，控制器12被示为接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，包括以下的测量值：来自联接到节气门20的质量空气流量传感器100的进气质量空气流量(MAF)；来自联接到冷却套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器118的表面点火感测信号(PIP)；以及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指示。控制器12以传统方式根据信号PIP产生发动机转速信号RPM，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的指示。在化学计量操作期间，该传感器可以给出发动机负荷的指示。另外，该传感器连同发动机转速可以提供引入气缸中的充气(包括空气)的估计值。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的传感器118在曲轴的每次周转中产生预定数量的等间隔脉冲。
在该特定示例中，催化转换器70的温度Tcat1由温度传感器124提供，并且排放控制装置72的温度Tcat2由温度传感器126提供。在替代性实施例中，可以从发动机操作推断温度Tcat1和温度Tcat2。
继续参考图1，示出了可变凸轮轴正时(VCT)系统19。在该示例中，示出了顶置凸轮系统，但可以使用其他方法。具体地，发动机10的凸轮轴130被示为与摇臂132和134连通以用于致动进气门52a、52b和排气门54a、54b。在所描绘的示例中，VCT系统19是油压致动(OPA)的，其中VCT系统的凸轮轴相位器的致动是经由来自通过滑阀的油流的油压来启用的。在替代性示例中，VCT系统19可以是凸轮转矩致动(CTA)的，其中凸轮轴相位器的致动是经由凸轮转矩脉冲来启用的。通过调整多个液压阀以由此将液压流体(特别是发动机油)引导到凸轮轴相位器的空腔(诸如提前室或延迟室)中，阀正时可以改变，即提前或延迟。如在本文中进一步详细描述的，液压控制阀的操作可以由相应控制螺线管控制。具体地，发动机控制器可以向螺线管传输信号，以移动调节通过相位器空腔的油流的滑阀(本文中也称为油控制阀，OCV)。如本文所使用的，凸轮正时的提前和延迟是指相对凸轮正时，因为完全提前的位置可能仍提供关于上止点的延迟进气门打开，仅作为示例。参考图2-3示出了VCT系统19的OCV的操作的示例。
凸轮轴130液压地联接到壳体136。壳体136形成具有多个齿138的齿缘轮。在示例性实施例中，壳体136经由正时链条或皮带(未示出)机械地联接到曲轴40。因此，壳体136和凸轮轴130以基本上彼此相等并与曲轴同步的速度旋转。在替代性实施例中，如在四冲程发动机中，壳体136和曲轴40可以例如机械地联接到凸轮轴130，使得壳体136和曲轴40可能以与凸轮轴130不同的速度同步旋转(例如，2:1的比率，其中曲轴以两倍于凸轮轴的速度进行旋转)。在替代性实施例中，齿138可以机械地联接到凸轮轴130。通过如本文所述的那样操纵液压联接器，凸轮轴130与曲轴40的相对位置可以通过延迟室142和提前室144中的液压而改变。通过允许高压液压流体进入延迟室142，使凸轮轴130与曲轴40之间的相对关系延迟。因此，进气门52a、52b和排气门54a、54b在相对于曲轴40的比正常时间更晚的时间打开和关闭。类似地，通过允许高压液压流体进入提前室144，使凸轮轴130与曲轴40之间的相对关系提前。因此，进气门52a、52b和排气门54a、54b在相对于曲轴40的比正常时间更早的时间打开和关闭。
虽然该示例示出了其中同时控制进气门和排气门正时的系统，但可以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、双等可变凸轮正时、或其他可变凸轮正时。另外，还可以使用可变阀升程。另外，凸轮廓线变换系统可以用于在不同的工况下提供不同的凸轮轮廓。更进一步地，阀系(valve train)机构可以是辊指形跟随器、直动机械活塞、电动液压、或摇臂的其他替代方案。
继续讨论可变凸轮正时系统，与凸轮轴130同步旋转的齿138允许经由向控制器12提供信号VCT的凸轮正时传感器150来测量相对凸轮位置。齿1、2、3和4可以用于测量凸轮正时并是等间隔的(例如，在V-8双排发动机中，彼此间隔90度)，而齿5可以用于气缸识别。此外，控制器12将控制信号(LACT、RACT)发送到传统的螺线管阀(未示出)，以控制液压流体进入延迟室142、提前室144或没有进入任一者的流动。
可能以各种方式测量相对凸轮正时。一般而言，PIP信号的上升沿与从壳体136上的多个齿138中的一个接收信号之间的时间或旋转角度给出了对相对凸轮正时的测量。对于V-8发动机的特定示例，在有两个气缸排和五个齿的轮的情况下，在每个周转内接收特定排的凸轮正时测量值四次，其中附加信号用于气缸识别。
如以上所描述的，图1仅示出了多气缸发动机的一个气缸，并且每个气缸具有其自身的进气门/排气门组、燃料喷射器、火花塞等。
图2示出了图1的VCT系统19的示例性油控制阀(OCV)200。OCV 200被配置为具有定位在壳体210内的滑阀芯212的滑阀(并且在本文中可以称为滑阀)。如图所示，滑阀芯212经由弹簧216弹簧加载在壳体210内。发动机控制器通过将PWM占空比命令202发送到驱动电路219来调整滑阀的位置，所述驱动电路219放置在提供电源电压的电池218与螺线管214之间。驱动电路将PWM电压施加到螺线管214，从而驱动电流通过螺线管214，并且螺线管向滑阀施加外力，其中力的量值与穿过螺线管214的电流的量值成比例。所以，电流的量值以及因此施加到滑阀的力取决于螺线管的电阻、电源电压和所命令的PWM占空比。因此，通过调整PWM占空比来控制滑阀的位置，因为螺线管的电阻和电源电压是不可调整的量。
通过改变滑阀的位置，将油引导到压力室或从压力室引导油，所述压力室驱动凸轮以沿延迟或提前方向旋转，并且由此凸轮的旋转速度与腔室中的油压成比例。例如，通过调整滑阀的位置，可以分别经由供油204和油道232将油供应到提前室220并从延迟室222排出油以使气门正时提前。作为另一个示例，通过调整滑阀的位置，可以从供油204将油引导到延迟室222中并经由油道230从提前室220排出油以使阀正时延迟。最后，通过调整滑阀的位置，可以阻挡通向提前室和延迟室的油道230、232以使得阀正时保持固定。为了将滑阀保持在该位置而需要施加的占空比称为零占空比。
图3示出了处于提前位置的VCT相位器300。在一个示例中，VCT相位器300可以包括图1的VCT相位器19。图3还描绘了联接到VCT相位器300的螺线管操作式滑阀309。作为非限制性示例，滑阀309被示为定位在滑阀的提前区域中。应当理解的是，滑阀可以具有无限数量的中间位置，诸如位于滑阀的提前区域、零区域和制动区域中的位置(如下面详细描述的)。滑阀的位置不仅可以控制VCT相位器运动的方向，而且取决于离散的滑阀位置还可以控制VCT相位器运动的速率。
内燃机已经采用各种机构来改变凸轮轴与曲轴之间的角度以改善发动机性能或减小排放。这些可变凸轮轴正时(VCT)机构中的大部分使用位于发动机凸轮轴(或在多凸轮轴发动机中多个凸轮轴)上的一个或多个“叶片式相位器”，诸如VCT相位器300。VCT相位器300可以具有带一个或多个叶片304的转子305，其安装到凸轮轴326的端部，由壳体组件340围绕，所述壳体组件340具有叶片配合到其中的叶片室。在替代性示例中，叶片304可以安装到壳体组件340，并且腔室可以安装在转子组件305中。壳体的外圆周301形成链轮、皮带轮或齿轮，其通过链条、皮带或齿轮接受通常来自曲轴或来自多凸轮发动机中的另一凸轮轴的驱动力。
VCT相位器300被描绘为油压致动式相位器。其中，经由压力室302和303在凸轮轴上施加油压以移动叶片304。提前室302和延迟室303被布置成抵抗凸轮轴326上的压力脉冲并且通过油压脉冲来交替地加压。取决于所期望的移动方向，滑阀309通过许可从提前室302到延迟室303或反之亦然的流体流来允许相位器中的叶片304移动。例如，当期望的移动方向是沿提前方向时，滑阀309通过许可从延迟室到提前室的流体流来允许叶片移动。相比之下，当期望的移动方向是沿延迟方向时，滑阀309通过许可从提前室到延迟室的流体流来允许叶片移动。
VCT相位器300的壳体组件340具有用于接受驱动力的外圆周301。转子组件305连接到凸轮轴326并且同轴地定位在壳体组件340的内部。转子组件305具有叶片304，所述叶片304将壳体组件340与转子组件305之间形成的腔室分成提前室302和延迟室303。叶片304能够旋转以使壳体组件340和转子组件305的相对角位置移位。附加地，还存在液压制动回路333和锁定销回路323。液压制动回路333和锁定销回路323流体联接，从而使它们基本上作为如上所述的一个回路，但将分别进行讨论以为简单起见并且为更好地区分它们的不同功能。液压制动回路333包括：弹簧331加载的先导阀330；提前制动管线328，其将提前室302连接到先导阀330和公共管线314；以及延迟制动管线334，其将延迟室303连接到先导阀330和公共管线314。提前制动管线328和延迟制动管线334与叶片304相距预定距离或长度。先导阀330位于转子组件305中并且通过连接管线332流体连接到锁定销回路323和供应管线319a。锁定销回路323包括锁定销325、连接管线332、先导阀330、供应管线319a和排气管线322。
先导阀可以在两个位置之间致动，即可对应于关闭或断开位置的第一位置以及可对应于打开或接通位置的第二位置。可以通过滑阀将先导阀命令到这些位置。在第一位置中，通过管线332中的发动机产生的油压对先导阀加压，这定位先导阀以使得阻止流体通过先导阀和制动回路333在提前室与延迟室之间流动。在第二位置中，管线332中的发动机产生的油压不存在。管线332中没有压力使得弹簧331能够定位先导阀以使得允许流体通过先导阀和公共管线在来自提前室的制动管线与来自延迟室的制动管线之间流动，从而使得转子组件移动到并保持在锁定位置。
锁定销325可滑动地容纳在转子组件305中的孔中并且具有端部，所述端部通过弹簧324朝向壳体组件340中的凹部327偏置并配合到其中。可替代地，锁定销325可以容纳在壳体组件340中，并且可以是偏置朝向转子组件305中的凹部327的弹簧324。液压制动回路333的打开和关闭以及锁定销回路323的加压都由滑阀309的切换/移动控制。
滑阀309包括在转子305中的孔和凸轮轴326中的先导器内的滑阀芯311，所述滑阀芯311具有被滑动接收在套筒316内的圆柱形台肩311a、311b和311c。滑阀芯的一个端部接触弹簧315，并且滑阀芯的相对端部接触脉冲宽度调制的可变力螺线管(NTS)307。螺线管307也可以通过改变占空比、电流、电压或其他适用的方法来线性地控制。附加地，滑阀芯311的相对端部可以接触马达或其他致动器并受其影响。
滑阀芯311的位置受弹簧315和由控制器12控制的螺线管307的影响。下面讨论关于相位器的控制的另外细节。滑阀芯311的位置控制相位器的运动，包括运动方向以及运动速率。例如，滑阀芯的位置确定是否使相位器朝向提前位置、朝向保持位置或朝向延迟位置移动。此外，滑阀芯的位置确定锁定销回路323和液压制动回路333是打开(接通)还是关闭(断开)。换句话说，滑阀芯311的位置主动地控制先导阀330。滑阀309具有提前模式、延迟模式、零模式和制动模式。这些控制模式可以直接与定位区域相关联。因此，滑阀行程的特定区域可以允许滑阀在提前模式、延迟模式、零模式和制动模式下操作。在提前模式下，滑阀芯311移动到位于滑阀提前区域中的位置，由此使得流体能够从延迟室303通过滑阀芯311流到提前室302，同时阻止流体离开提前室302。此外，制动回路333保持断开或关闭。在延迟模式下，滑阀芯311移动到位于滑阀延迟区域中的位置，由此使得流体能够从提前室302通过滑阀芯311流到延迟室303，同时阻止流体离开延迟室303。此外，制动回路333保持断开或关闭。在零模式下，滑阀芯311移动到位于滑阀零区域中的位置，由此阻止流体从提前室302和延迟室303中的每一个离开，同时继续保持制动回路333断开或关闭。在制动模式下，滑阀芯移动到位于制动区域中的位置。在制动模式下，三个功能同时发生。制动模式中的第一功能是：滑阀芯311移动到其中滑阀芯台肩311b阻止来自管线312的流体流在处于滑阀芯台肩311a和311b之间时进入任何其他管线和管线313的位置，从而有效地从滑阀309移除了对相位器的控制。制动模式中的第二功能是制动回路333的打开或接通。这样，制动回路333对移相器移动到提前位置或延迟位置进行完全控制，直到叶片304到达中间相位角位置。制动模式中的第三功能是对锁定销回路323放气，从而允许锁定销325接合在凹部327中。中间相角位置(在本文中也称为中间锁定位置并且还称为锁定位置)被限定为其中叶片304位于提前壁302a与延迟壁303a之间的位置，所述壁限定了壳体组件340与转子组件305之间的腔室。锁定位置可以是提前壁302a与延迟壁303a之间的任何位置，并且由制动通道328和334相对于叶片304的位置确定。具体地，制动通道328和334相对于叶片304的位置限定了其中任一通道都不能暴露于推进室302和延迟室303的位置，从而当先导阀处于第二位置并且定相回路被禁用时，完全禁用两个腔室之间的连通。命令滑阀到制动区域也可以称为参考在锁定凸轮相位器中涉及的硬件部件(锁定销)接合在中间锁定位置，命令“硬锁(hard lock)”或“硬锁定(hard locking)”凸轮相位器。
基于脉冲宽度调制的可变力螺线管307的占空比，滑阀芯311沿其行程移动到对应位置。在一个示例中，当可变力螺线管307的占空比大约为30％、50％或100％时，滑阀芯311分别移动到与延迟模式、零模式和提前模式相对应的位置，并且先导阀330被加压并从第二位置移动到第一位置，同时液压制动回路333关闭并且锁定销325被加压和释放。作为另一个示例，当可变力螺线管307的占空比被设置为0％时，滑阀芯311移动到制动模式，使得先导阀330放气并移动到第二位置，液压制动回路333打开，并且锁定销325被放气并与凹部327接合。通过选择0％的占空比作为沿滑阀芯行程的极限位置以打开液压制动回路333、使先导阀330放气并且使锁定销325放气以及与凹部327接合，在电力或控制丢失的情况下，相位器可以默认为锁定位置，从而提高凸轮相位器位置的确定性。应当注意的是，上面列出的占空比百分比是作为非限制性示例提供的，并且在替代性实施例中，可以使用不同的占空比以使滑阀的滑阀芯在不同滑阀芯区域之间移动。例如，在100％占空比下，液压制动回路333可以替代地打开，先导阀330可以放气，并且锁定销325可以放气并与凹部327接合。在该示例中，滑阀的制动区域可以邻近提前区域而不是延迟区域。在另一个示例中，制动模式可以处于0％占空比，并且大约30％、50％和100％的占空比可以使滑阀芯311移动到与提前模式、零模式和延迟模式相对应的位置。同样在该示例中，滑阀的提前区域邻近制动区域。
在所选择的状况期间，控制器可以通过改变命令给滑阀的占空比并将其与相位器位置的对应改变相关联来映射滑阀芯的一个或多个区域。例如，滑阀芯的制动区域与延迟区域之间的过渡区域(在本文中也称为“禁止区”)可以通过将滑阀从制动区域向外到延迟区域中的运动与相位器从中间锁定位置朝向延迟位置的运动相关联来进行映射。
图3示出了朝向提前位置移动的相位器300。为了使移相器朝向提前位置移动，滑阀的占空比增加到大于50％，并且任选地直到100％。因此，螺线管307作用在滑阀芯311上的力增加，并且滑阀芯311向右移动、朝向提前区域移动并以提前模式操作，直到弹簧315的力平衡螺线管307的力。在所示的提前模式下，滑阀芯台肩311a阻挡管线312，而管线313和314打开。在这种情况下，油压脉冲对延迟室303加压，从而致使流体从延迟室303移动到提前室302中，由此使叶片304沿箭头345所示的方向移动。液压流体从延迟室303离开通过管线313到滑阀309，在滑阀芯台肩311a和311b之间，并再循环回到中心管线314和通向提前室302的管线312。先导阀保持在第一位置，从而阻挡制动管线328和334。
在替代性示例中，为了使相位器朝向延迟位置移动，滑阀的占空比减少到低于50％，并且任选地直到30％。因此，螺线管307作用在滑阀芯311上的力减少，并且滑阀芯311向左移动、朝向延迟区域移动并以延迟模式操作，直到弹簧315的力平衡螺线管307的力。在延迟模式下，滑阀芯台肩311b阻挡管线313，而管线312和314打开。在这种情况下，油压脉冲对提前室302加压，从而致使流体从提前室302移动到延迟室303中，并且由此使叶片304沿与箭头345所示方向相反的方向移动。液压流体从提前室302离开通过管线312到滑阀309，在滑阀芯台肩311a和311b之间，并再循环回到中心管线314和通向延迟室303的管线313。先导阀保持在第一位置，从而阻挡制动管线328和334。
以此方式，图1-3的部件实现了一种发动机系统，所述发动机系统包括：可变凸轮正时装置，其包括凸轮、油压致动式相位器、凸轮轴、滑阀和螺线管；凸轮位置传感器，其联接到所述凸轮；电池；发动机冷却剂温度传感器；进气充气温度传感器；质量空气流量传感器；以及控制器。所述控制器可以包括存储在非瞬态存储器上的用于以下操作的计算机可读指令：响应于所设置的与发动机油温估计相关的至少一个诊断标记，将激励脉冲施加到所述螺线管以移动所述滑阀，所述激励脉冲的占空比被调整以将所述凸轮移动到硬停(hard-stop)区域之外；经由所述凸轮位置传感器来测量所述凸轮轴在所述施加后的角速度；基于所施加的占空比来估计所述滑阀的零占空比；以及基于所估计的零占空比与所测量的角速度之间的映射关系来估计发动机油温。所述控制器可以包括用于以下操作的另外指令：基于所估计的发动机油温来限制上发动机转速阈值和下发动机转速阈值中的每一个，当所估计的发动机油温超过阈值温度时，所述上发动机转速阈值降低并且所述下发动机转速阈值升高。与发动机油温估计相关的至少一个诊断标记可以响应于以下的中一个来设置：所述发动机冷却剂温度传感器的劣化、所述进气充气温度传感器的劣化、所述质量空气流量传感器的劣化、所述存储器的损坏以及发动机热启动状况。在一个示例中，所述映射关系存储在存储器中并且使用最后估计的发动机油温、所估计的零占空比和所测量的角速度作为输入。另外，所述凸轮可以是进气凸轮和排气凸轮中的一个，所述控制器包括用于以下操作的另外指令：在所述发动机控制器提供进气凸轮切换命令时选择所述进气凸轮；以及在所述控制器提供排气凸轮切换指令时选择所述排气凸轮。所述零占空比可以包括导致所述VCT装置的零角速度在硬停或销锁定位置之外的占空比量。另外，所述控制器可以包括用于以下操作的另外指令：响应于与发动机油温估计相关的诊断标记没有被设置，基于所述发动机冷却剂温度传感器、所述进气充气温度传感器和所述质量空气流量传感器中的一个或多个的输出来估计所述发动机油温。
现在转到图4，描述了用于经由命令的螺线管占空比与发动机油温之间的映射关系来估计EOT的示例性例程400。在经由现有发动机传感器来测量或推断的EOT量可能不可靠时在EOT估计进入条件下，例程400可以由发动机控制器(诸如图1-3的控制器12)执行。
在402处，例程包括估计和/或测量发动机工况。例如，这些发动机工况可以包括：确定发动机关闭还是运行，以及测量参数，所述参数诸如发动机转速、发动机温度、环境状况(环境温度、压力、湿度等)、转矩需求、歧管压力、歧管空气流量、排气催化剂状况、油温、油压、热起时间(自从发动机上次关闭以来经过的时间)等。
在404处，可以确定是否已经满足EOT估计条件。在一个示例中，可以响应于发动机启动而触发EOT估计。在另一个示例中，可以在发动机运行时，诸如自从上次EOT估计以来已经过车辆行驶的阈值时间(或持续时间)时，执行EOT估计。这样，当发动机运行时，或紧接在发动机启动之前(或在发动机启动时)，可能需要EOT估计，以用于(实际)转矩估计、增压控制、确定可变凸轮轴(或气门)正时、调度和估计曲轴箱强制通风、油寿命监测、动力系限制和动力系统保护。例如，响应于发动机控制器需要计算发动机的总摩擦和泵送转矩损失，可以触发EOT估计，然后将所述总摩擦和泵送转矩损失用于计算总曲轴转矩损失，并且在此之后计算发动机转矩输出。作为另一个示例，可以在经过发动机操作的阈值持续时间之后触发EOT估计，从而用于动力系限制和保护以便减小动力系的过热或欠热。
如果不满足EOT估计条件，则在406处，发动机控制器不测量或推断EOT。例如，如果发动机关闭，发动机将保持关闭。同样，如果发动机正在运行，则发动机继续运行而不会更新存储在发动机控制器的存储器中的最后EOT估计值。另外，发动机控制器继续基于存储在控制器的存储器中的最后估计的EOT来调整发动机致动器。例如，可以基于最后估计的EOT来执行转矩输出和动力系限制。
如果满足EOT估计条件，则在408处，控制器监测由发动机系统的相关特征产生的各种故障标记，所述故障标记指示(最后)测量/推断的EOT值是否是可靠的。例如，控制器可以检索已经设置的所有诊断代码和标记，并且确定它们中的任何一个是否与EOT估计有关。这样，可以经由联接到发动机油底壳的EOT传感器来直接测量EOT。然而，此类EOT传感器可能很昂贵并且容易劣化。因此，在一些发动机系统中，可以经由一个或多个其他发动机传感器来间接推断EOT，所述传感器诸如进气充气温度(ACT)传感器和/或发动机冷却剂温度(ECT)传感器和/或进气质量空气流量(MAF)传感器。其中，可以基于以下中的一个或多个的输出来推断EOT：ACT传感器、ECT传感器和MAF传感器以及存储在控制器的存储器中(诸如在KAM中)的最后EOT估计值。
基于ACT传感器、ECT传感器和MAF传感器中的一个或多个估计EOT包括。
作为一个示例，所检索的故障标记可以包括KAM错误故障标记，其指示控制器的非易失性存储器(例如，KAM)已损坏并且因此存储在KAM中的任何变量都是不可靠的。在又一些其他示例中，故障标记可以指示发动机的电子控制模块(其不限于不失效存储器)中的故障状况。
作为另一个示例，故障标记可以包括用于直接或间接测量发动机油温的传感器的劣化。例如，可以检索ACT传感器故障标记，其指示联接到发动机进气通道的充气温度(ACT)传感器劣化，ACT传感器的输出已损坏，或者发动机工况使得基于ACT传感器的输出估计的EOT是不可靠的。ACT可以用作用于推断EOT的热模型的输入，其中ACT用作环境温度的替代。如果ACT传感器劣化或发生故障，或者ACT传感器与PCM之间的数据传输受损(诸如由于KAM损坏)，则ACT值可能是不可靠的。在一个示例中，发动机工况可以使得ACT传感器的输出对于ACT估计是可靠的，但对于EOT估计是不可靠的。
作为又一个示例，故障标记可以包括ECT传感器故障标记，其指示联接到发动机冷却剂系统的发动机冷却剂温度(ECT)传感器劣化，ECT传感器的输出已损坏，或者发动机工况使得基于ECT传感器的输出估计的EOT是不可靠的。在一个示例中，发动机工况可以使得ECT传感器的输出对于ECT估计是可靠的(诸如用于估计发动机温度)，但对于EOT估计是不可靠的。作为示例，ECT传感器的输出在热发动机启动状况期间可能不是可靠的，但在冷发动机启动状况期间可能是可靠的。例如，在车辆启动期间估计的ECT值可能未足够快地传输到控制器，并且因此，EOT推断逻辑可以用默认ECT值(诸如60摄氏度的默认值)来初始化。虽然这不影响发动机冷启动，但在实际ECT值显著高于默认值(例如，实际ECT值处于或高于190摄氏度)的热启动期间，所估计的EOT可能偏离其真实值的约50％，因为ECT的初始/默认值用于初始化所推断的EOT热模型(而不是实际的ECT值)。
作为又一个示例，故障标记可以包括MAF传感器故障标记，其指示联接到发动机进气的质量空气流量(MAF)传感器劣化，MAF传感器的输出已损坏，或者发动机工况使得基于MAF传感器的输出估计的EOT是不可靠的。在一个示例中，发动机工况可以使得MAF传感器的输出对于MAF估计是可靠的(诸如用于估计进气充气量或流量)，但对于EOT估计是不可靠的。
在其中车辆配备有EOT传感器的又另一个示例中，故障标记可以包括EOT传感器故障标记，其指示联接到发动机油底壳的EOT传感器劣化，或者EOT传感器的输出已损坏。
在一个示例中，在发动机启动期间，发动机控制器可以使用热起时间、所测量的发动机冷却剂温度、以及存储在KAM中的发动机关闭前的最后EOT样本的组合来计算EOT推断逻辑的初始估计值。如果最后EOT值或热起时间值由于KAM错误而损坏，如果ECT传感器劣化，或者如果发动机冷却剂明显比发动机油更温暖(如在热发动机启动时可能发生)，则初始EOT估计值可能不正确。这可导致在车辆操作的前几分钟内，所推断的EOT值不准确。KAM错误也会导致相同的效果。例如，如果电池与PCM断开连接以使得KAM被重置，则热起定时器将被重置，并且取决于热起时间的对推断的EOT的初始化将是不准确的。在又一些其他示例中，在410处，可以确定是否存在发动机热启动状况。
如果未检测到EOT故障，诸如在没有检索到与EOT估计相关的故障标记时可能发生的状况(或者如果未确认发动机热启动状况)，则在412处，例程包括经由任何一个或多个默认EOT估计方法来估计或测量EOT。例如，可以基于EOT传感器的输出直接测量EOT。作为另一个示例，可以从测量的ACT或测量的ECT或测量的MAF推断出EOT。用于EOT推断逻辑的热模型可以根据以下等式总结为：
EOT＝EOT_ss+k_ect*(ect-200)+k_amb*(act-100)(1)
其中EOT_ss是基于发动机转速和发动机负荷计算的(通过2-D查找表)计算的EOT的经调整稳态值。然后对EOT进行低通滤波以获得要由动力系特征使用的最终值EOT_filt。该低通滤波器的时间常数也取决于发动机转速。因此，除了正常操作期间的ECT和ACT之外，EOT推断计算还以多种方式取决于发动机转速。
然后，在414处，控制器可以基于估计的EOT调整一个或多个发动机转矩致动器。例如，控制器可以将估计的EOT与上阈值和下阈值进行比较，并且基于所述比较，控制器可以选择发动机转矩致动器以及对所选转矩致动器的调整的量和方向。作为示例，响应于估计的EOT高于上阈值，可以限制发动机输出，可以限制增压压力，和/或可以限制响应于操作者转矩需求而提供的发动机转矩。作为另一个示例，可以限制发动机空转速度以减小发动机过热以及用于发动机油温低保护。作为又另一个示例，如果EOT过低(例如，低于下阈值)或过高(例如，高于上阈值)，则可以限制可允许的发动机转速范围的上发动机转速阈值和下发动机转速阈值(例如，通过减小上发动机转速阈值和/或提高下发动机转速阈值)以便保护发动机免受极端温度状况。
返回410，如果检测到EOT故障，诸如在设置了对应于EOT估计的标记或诊断代码时(或者如果确认了热启动状况)，则可以推断出在EOT的计算中相关的存储器和/或传感器信号被损坏且不可靠。在此类状况期间，可以使用替代方法来推断EOT以便启用发动机转矩和动力系温度控制。如以下在本文中详述的，发明人已经认识到在此类状况期间，可以利用可变凸轮轴正时(VCT)系统的油控制阀(OCV)(其被配置为螺线管阀)的温度依赖性将OCV用作EOT传感器。
应当理解的是，虽然所描述的例程示出了经由将VCT系统的OCV用作传感器来进行的EOT估计，但在其他示例中，EOT估计方法可以用作用于估计发动机油温的主要工具。可替代地，所述方法可以作为辅助方法与现有工具结合使用以用作附加的EOT源，其可以用于由传感器提供的EOT量不可靠的情况，或由现有工具提供的EOT量可能不可靠的情况。
如果检测到任何EOT故障，则在416处，所述方法包括将激励特征曲线(诸如以凸轮位置命令、电压、电流或脉冲宽度调制的占空比形式的激励信号或激励脉冲)施加到VCT装置的进气凸轮或排气凸轮。具体地，将激励信号施加到与进气凸轮或排气凸轮联接的可变凸轮轴正时螺线管阀。所施加的激励特征曲线或脉冲可以包括幅度、频率和施加持续时间。控制器可以使用联接到发动机或传动系的电池(诸如联接到发动机的交流发电机的电池、或联接到发动机的电动机的电池)作为动力源，以将脉冲宽度调制(PWM)占空比施加到(VCT装置的)油控制阀(滑阀)的螺线管，所述PWM占空比驱动通过螺线管的电流以改变滑阀的位置。可以选择PWM占空比，以使得可以确定OCV的零占空比。具体地，所施加的占空比将进气凸轮和排气凸轮中的一个移动到硬停(或销锁)位置之外。如本文所使用的，零占空比是指导致VCT装置的零角速度在硬停或销锁定位置之外的占空比量。例如，可以将凸轮位置参考命令提供给闭环VCT控制器，使得凸轮位置保持在预定的设置点。然后，VCT控制器可以基于施加到螺线管的PWM占空比来确定零占空比，以便将凸轮位置保持在设置点位置。以此方式，施加激励信号可以包括经由闭环控制器施加参考角位置命令以改变VCT装置的凸轮轴的角速度。然后，控制器可以测量凸轮轴角速度和经由闭环控制器施加到螺线管的占空比(或激励信号的电压或电流)。在另一个示例中，可以在不使用闭环控制器的情况下直接调整PWM占空比以便确定零占空比。可以在固定的时间段内将增量增加量值的占空比脉冲施加到螺线管阀控制阀，并且可以监测所测量的凸轮位置信号以确定零占空比。更进一步地，施加激励信号可以包括将增量增加的占空比、电压或电流施加到滑阀的螺线管，以及在每次增量增加后测量凸轮轴角速度。
在一个示例中，所施加的激励特征曲线(其可以作为占空比、电压或电流来施加)可以取决于旨在用于推断EOT的特定方法或参数。例如，对于基于零占空比的方法，激励特征曲线可以是步进参考命令，如参考图5的示例详细描述的(在504处)。激励特征曲线可以是具有特定命令凸轮速度的斜坡命令。其中，零占空比方法可以是以下这种情形的限制或特殊情况：其中特定的斜坡命令具有0度/秒的命令凸轮速度。
在一个示例中，控制器可以在进气凸轮与排气凸轮之间进行选择，从而基于以非侵入方式施加激励特征曲线的能力来施加激励特征曲线。也就是说，不能够施加激励脉冲(其在短时间段内干扰VCT系统)，而是使用发动机正常操作固有的VCT命令特征曲线。在这种情况下，如果发动机请求进气凸轮运动，则控制器可以选择进气凸轮，并且如果发动机控制器请求排气凸轮运动，则选择排气凸轮。
发明人在此已经认识到，在施加到滑阀的螺线管的PWM占空比(DC)与凸轮的角速度之间存在关系或定义的映射。另外，该映射可以的特征在于施加已知的PWM占空比信号并测量所产生的凸轮角速度，假设恒定的螺线管电阻和已知的电池电压。具体地，PWM占空比改变滑阀的位置，这继而调整OCV的压力室内的油压，从而驱动凸轮相对于凸轮轴的角速度。然后，可以通过使用凸轮位置传感器来测量凸轮的角速度。由于螺线管电阻随螺线管温度而变化，因此螺线管电阻不是恒定项，而是随螺线管温度而变化。此外，由于发动机油接近螺线管，螺线管电阻很大程度上由OCV附近的发动机油温驱动。因此，通过映射关系，可以可靠地推断EOT，而不需要任何默认传感器(诸如EOT传感器、ECT传感器或ACT传感器)。具体地，在将激励信号施加到VCT装置的螺线管阀之后，可以根据存储在非易失性存储器中的映射关系来估计EOT，所述映射将VCT装置的凸轮轴螺线管阀占空比和凸轮轴角速度与发动机油温相关联。映射关系还包括映射EOT与OCV的零占空比之间的关系。
在417处，方法包括，在施加PWM占空比时确定凸轮位置和/或凸轮速度。例如，控制器可以引用联接到已激励的进气凸轮或排气凸轮的凸轮位置传感器的输出，以便确定凸轮从施加激励PWM占空比前的初始位置到施加激励脉冲后的凸轮最终位置的位置改变。在另一个示例中，凸轮位置传感器的输出可以用于确定凸轮移动的方向和凸轮位置的改变速率(诸如凸轮位置朝向延迟位置或提前位置的改变速率)。更进一步地，凸轮位置传感器可以用于测量凸轮轴角速度。
在418处，方法包括基于施加到螺线管的PWM占空比来确定对应于OCV的零占空比。零占空比是指需要被施加到螺线管以便将凸轮位置保持在恒定位置(不包括其中锁定机构保持凸轮位置恒定而无需占空比输入的销锁定位置(诸如0度)或中间锁定位置)的占空比。可以通过多种方法中的一种来执行零占空比确定。例如，在420处，经由对所施加的PWM占空比的低通滤波来确定零占空比。作为另一个示例，在422处，经由对PWM占空比的卡尔曼(Kalman)滤波来确定零占空比(本文中也称为递归最小二乘法)。总的来说，控制器计算零占空比、或实现凸轮位置的命令改变速率所需的占空比。
在420处，经由对PWM占空比的低通滤波来确定零占空比包括将步进凸轮位置参考命令施加到凸轮，使得凸轮被命令到不同于硬停位置或中间锁定位置的位置(诸如处于10-30度提前位置)。可以在移动期间监测凸轮位置和/或凸轮速度，诸如经由联接到凸轮的凸轮位置传感器，并且在凸轮位置和/或凸轮速度达到阈值时，可以激活作用于PWM占空比的低通滤波器。可替代地，可以使用计时器来激活低通滤波器。然而，如果启动计时器，则可以保守地选择计时器阈值以确保在滤波器被激活时凸轮处于静止位置。作为非限制性示例，低通滤波器可以是平均值滤波器、移动平均值(FIR)滤波器或IIR滤波器。低通滤波器可以滤除信号的高频分量并且可以具有单位DC增益。也可以使用其他类型的滤波器。在经过可能取决于所选滤波器的类型和时间常数的预定量的滤波时间后(例如，如果使用IIR滤波器，则滤波时间可以低至100ms，或者如果使用FIR滤波器，则滤波时间可以是1秒或更高)，可以检索低通滤波器的输出并使用其作为输入来估计零占空比值(DC_null值)，该零占空比值被插入模型、查找表或算法中以推断估计的EOT(EOT_est)，如以下详细描述的。
在422处，经由卡尔曼滤波来确定零占空比包括施加递归最小二乘法(RLS)估计以通过查找表运算符来拟合PWM占空比和凸轮速度测量值，以及经由查找表来估计DC_null值。可以使用RLS估计器来获得将凸轮速度映射到PWM占空比的1维查找表。查找表可以具有至少2个输入断点，并且输入域可以覆盖零凸轮速度。作为非限制性示例，输入断点可以被选择为[-23 010.5]，单位为[deg/s]，使得输入域覆盖零凸轮速度。在这种情况下，RLS估计器可以使用与(420的)低通滤波方法中类似的步进凸轮位置命令来估计查找表条目，并且对应于零凸轮速度的条目可以提供DC_null值的准确估计值，其可以用于推断EOT_est。
在424处，方法包括使用所确定的零占空比与EOT之间的映射来估计EOT。其中，使所计算的零占空比通过映射函数以估计EOT，所述映射函数可以是基于查找表的映射或另一个函数关系。如下所述，可以预先校准零占空比与EOT之间的映射。映射可以是使用估计的零占空比作为输入并产生估计的EOT作为输出的预校准映射。在一个示例中，在发动机的整个操作范围内的凸轮轴占空比、凸轮轴角速度和发动机油温之间的映射关系可以从可获得准确发动机油温测量的测试车辆或测试台环境中执行的预校准程序获得，该映射关系呈现查询表或另一个数学关系的形式。
如前所述，控制凸轮的角速度的两个独立变量是施加到滑阀(OCV)的螺线管的PWM电压，以及螺线管电阻。但是，由于电池电压是已知的，并且螺线管电阻主要由EOT驱动，因此我们可以将PWM的占空比(DC)和EOT视为独立变量并且形成映射关系以按照等式(1)表征致动器：
CAM SPEED＝F(EOT,DC). (1)
接下来表征相对于EOT的逆模型，因为凸轮的角速度是可经由凸轮位置传感器测量的，并且施加到螺线管的PWM DC是已知的。逆模型可以用于按照下面的等式(2)使用施加的PWM DC和测量的角度凸轮速度来计算EOT：
EOTest＝F-1(CAM SPEED,DC) (2)
其中EOTest是估计的EOT，并且F-1是相对于EOT施加的逆模型。
在一个示例中，为了简化计算并使其更加实用，可以用预定凸轮速度执行EOT估计。例如，当凸轮速度等于零时，估计可以减少到如下的等式(3)：
其中并且DCnull是零占空比(即产生零凸轮转角速度的占空比)。应当理解的是，虽然图4的方法基于映射关系将EOT映射到零占空比和零凸轮速度，但在替代示例中，对于凸轮位置传感器带宽内的任何凸轮速度值，可以类似地适配映射(通过适配相关等式(1)–(3))。换句话说，等式(3)可以被概括为包括凸轮位置传感器带宽内的除零之外的凸轮速度。
图5在曲线图500处示出了零占空比确定。具体地，曲线图500的曲线502-508描绘了经由图4处(422和424处)讨论的低通滤波和卡尔曼方法的零占空比确定，以便获得具有以1500rpm的发动机转速运行的1.5L PFI Sigma发动机的2014款福特KA测试车量上的DC_null值。在曲线502处示出了在激励脉冲期间施加到进气凸轮的占空比。在曲线504处示出了凸轮角度的对应改变。在曲线506处示出了基于所施加的占空比和所测量的凸轮角度改变的零占空比估计。在曲线508处示出了基于估计的零占空比经由限定映射推断的EOT。
在曲线图500的示例中，参考曲线502-508，在t＝17s附近，将-10度步进参考命令施加到进气凸轮，并且在t＝25s附近开启低通滤波和RLS算法。简单平均值滤波器用于低通滤波算法。对于RLS算法，使用为0.995的遗忘因子，初始协方差矩阵为10*I，其中I是3×3单位矩阵。在施加步进参考命令后5秒，启用两种算法并检索来自每种算法的DC_null值的估计值。在所描绘的示例中，经由低通滤波方法和卡尔曼滤波方法估计的DC_null值收敛到0.363。映射的EOT估计值为约91华氏度。
聚焦于不失一般性的零占空比方法，从等式(3)得出在使用逆模型和零占空比DCnull的实时了解的情况下，控制器可以计算发动机操作期间的任何时间的EOTest。
控制器可以经由各种方法对映射的反函数进行建模。无论施加何种方法，都可以被建模为存储在控制器的存储器中(诸如在KAM中)的查找表以简化将其实现到嵌入式硬件中。
用于映射反函数的各种方法包括依赖于控制器的存储器中的现有校准映射的第一方法。例如，第一映射关系“fnvct_rate2dc_base”可以是控制器的存储器中的现有校准映射，其将EOT和凸轮角速度(或“速率”)映射到PWM占空比中，其中凸轮速率与凸轮速度相同。该映射可能已用于确定凸轮响应时间并且在诊断例程期间推断凸轮是正常工作还是劣化。此外，该映射还用作供前馈VCT控制器使用以计算前馈占空比的特征表。其中，响应于参考凸轮位置命令，VCT控制特征使用该映射来计算前馈VCT占空比。该表的输入是基于实际凸轮位置与参考凸轮位置之间的差异计算的请求VCT偏移速率(或凸轮速度)以及EOT；输出是施加到螺线管的前馈占空比。
该映射也可以用于获取假设fnvct_rate2dc_base被准确地校准并表示实际的致动器响应，该映射的条目可以用于构建准确表示等式(3)处描绘的EOT关系的模型
简要地转到图6，示出了使用现有映射来构建的模型的非限制性示例。考虑了图6中描绘的较小尺度的“fnvct_rate2dc_base”查找表600，其被假定为已经校准从而用于优化VCT控制特征。与0凸轮速率相关联的列中DC条目(由虚线框602突出显示)可以用于构建如表620所示的查询表，其可以用于[120,180]华氏度范围内的EOT估计。作为一个示例，在车辆操作期间，如果DCnull被估计为0.41，则根据表620，通过如众所周知的查找表代数所指示的那样在相邻表条目之间进行内插，推断出估计的EOT为126华氏度。
使用现有映射对反函数进行建模的一个优点是它可以在计算上是较不密集并且因此更容易实现。由于该方法使用已经用于构建参考映射(这里为“fnvct_rate2dc_base”)进行的校准工作，因此该方法几乎不需要校准工作。但是，它依赖于fnvct_rate2dc_base的校准准确表示OCV的假设，并且更进一步，它依赖于在动力系策略中原先存在fnvct_rate2dc_base的更严格假设。可能存在参考映射不可用、不可访问或不可靠的状况或情况。
现在讨论用于在不使用来自VCT特征的fnvct_rate2dc_base的情况下构建的查找表模型的替代性数据驱动方法。可以在车辆的校准阶段期间(在校准其他车辆软件时)施加数据驱动方法。附加地或任选地，可以扩展替代性方法以便在车辆操作期间自适应地(例如，实时地)构建查找表以便校正初始校准误差和随时间变化的改变。数据驱动方法的唯一所需假设是在获取将用于构建的数据期间，准确地测量或推断EOT。也就是说，可以首先确认的是，在的校准期间，没有施加损坏EOT测量的任何故障模式(诸如在410处检测的EOT故障)。例如，可以确认的是，ECT传感器故障、ACT传感器故障和KAM控制器故障都不能在校准期间损坏EOT测量。如果该假设成立，则可以通过为查找表选择一个或多个DCnull断点来执行的构建。基于向所收集的数据点提供最佳查找表拟合的优化例程，可以选择一个或多个DCnull断点以及对应于这些断点的查找表条目，其中数据点包括通过上述EOT测量/推断方法提供的测量的EOT量，以及可以通过使用如前所述的低通滤波方法或RLS方法来确定的DCnull值。
参考图10的曲线图1000示出了选择一个或多个断点的示例。
作为一个示例，如果选择0.363作为的DCnull断点，则可以使用图5中描绘的特征曲线来填充的对应于0.363的查找表条目，这将导致该条目被选为91摄氏度，如低通滤波方法和RLS方法都表明的。可以在不同的EOT下施加类似的特征曲线以填充覆盖大范围EOT的查找表，所述查找表稍后可以用于等式(3)以进行EOT估计。应当理解的是，该表的输入是零占空比(诸如零占空比断点)，并且输出是估计的EOT。
参考图6，在表630处示出了通过施加EOT断点获得的的查找表模型。断点被选为[100 120 140 160 175 185 190 195]华摄度。使车辆以1500rpm的曲柄速度空转约30分钟，并且在断点温度附近施加类似于图5所示的特征曲线的步进命令激励特征曲线以获得对应的DC_null条目。
返回图4，在426处，控制器可以基于估计的EOT调整一个或多个发动机转矩致动器。例如，控制器可以将估计的EOT与上阈值和下阈值进行比较，并且基于所述比较，控制器可以选择发动机转矩致动器以及对所选转矩致动器的调整的量和方向。作为示例，响应于估计的EOT高于上阈值，可以限制发动机输出，可以限制增压压力，和/或可以限制响应于操作者转矩需求而提供的发动机转矩。作为另一个示例，可以限制发动机空转速度以减小发动机过热。作为又另一个示例，如果EOT过低或过高，则可以限制可允许的发动机转速范围的上发动机转速阈值和下发动机转速阈值(例如，通过减小上发动机转速阈值和/或提高下发动机转速阈值)以便保护发动机免受极端温度状况。
接下来，在428处，可以确定是否需要EOT的一次性估计，或者是否需要连续的EOT监测。这可以基于触发替代性EOT估计的EOT故障，以及基于EOT估计来控制的发动机参数。作为一个示例，可能需要EOT的一次性估计来提供针对由于KAM错误(例如，KAM损坏)、或者在热启动状况期间的功能性ECT传感器的低可靠性而导致的潜在信号丢失的鲁棒性。在这种情况下，控制器可以在发动机的热启动之后立即执行图4的方法仅一次，其中ECT温度与EOT温度之间可能存在显著的温差。作为另一个示例，可能需要EOT的连续估计以提供针对在车辆操作期间由于永久性传感器错误(诸如由于ACT传感器或ACT传感器劣化、或KAM劣化)而导致的潜在传感器信号丢失的鲁棒性。在这种情况下，只要设置了对应的传感器错误(或EOT故障标记)，控制器就可以连续地或反复地执行该方法。
如果需要一次性估计，则在430处，控制器可以更新EOT估计值并且然后例程结束。如果需要EOT估计并且确定EOT故障，则仅可以触发例程的另一次迭代，如先前在404和410处讨论的。
如果需要连续估计，则控制器可以连续执行例程并在例程的每次迭代后保持更新EOT估计值。
由于施加到进气凸轮或排气凸轮的激励特征曲线可能干扰VCT操作(即使在短时间内)，因此在432处，在处于连续模式时，控制器可以暂停程序并启动计时器。通过启动计时器，例程可以被暂停仅持续预定时间段。该暂停的长度可以由预定的时间阈值来限定。在434处，可以确定自从计时器启动以来是否经过预定时间阈值。如果不是，则控制器可以等待经过预定时间阈值。否则，如果在计时器上已经过预定时间阈值，则例程返回408并开始监测指示EOT故障的相关故障标记。然后程序反复迭代。
以此方式，可以提供更可靠的EOT估计值，特别是当设置了所选择的错误代码时。具体地，由于基于螺线管占空比与凸轮移动之间的映射关系而确定的EOT估计值不依赖于传感器(诸如ECT传感器、MAF传感器、ACT传感器)或存储在KAM中的任何变量，因此在热发动机启动状况期间，该方法针对传感器错误、KAM损坏和不可靠性可能是更鲁棒性的。
应当理解的是，虽然图4的方法描绘了响应于故障标记(指示EOT传感器、MAF传感器、ECT传感器、ACT传感器和/或KAM处的故障)，经由VCT螺线管阀占空比、VCT角速度和发动机油温之间的映射关系来估计EOT，但这并不意味着限制。在另外的示例中，可以响应于通常在EOT估计中使用的任何发动机部件中的故障，经由映射关系来估计EOT。此外，经由映射关系的EOT估计可以用作EOT估计的主要或默认方法，从而减小对传感器的依赖(例如，减少对EOT传感器的需要)。在又一些其他示例中，经由映射关系的EOT估计可以用于确认基于传感器的EOT估计，或反之亦然，在映射关系是EOT估计的默认方法的情况下，基于传感器的EOT估计可以用于确认基于映射的方法。在又另一些示例中，可以使用基于传感器的EOT估计和基于映射的估计两者，每种方法的权重基于发动机工况而变化。例如，可以在冷发动机启动期间增加基于传感器的方法的权重，而在热发动机启动期间可以增加基于映射的方法的权重。
图7在曲线图700处展示了冷发动机启动期间的EOT估计。具体地，曲线图700的曲线702-708描绘了经由卡尔曼滤波的零占空比确定，其用于获得具有1.5L PFI发动机的测试车辆上的DC_null值。在曲线702处示出了在激励脉冲期间施加到进气凸轮的占空比(线710处描绘的实际占空比与线712处描绘的参考命令相对比)。在曲线704处示出了凸轮角度的对应改变。在曲线706处示出了基于所施加的占空比和所测量的凸轮角度改变的零占空比估计。在曲线708处示出了基于估计的零占空比经由限定映射推断的EOT。
在曲线图700的示例中，车辆被冷启动并且以空转速度运行大约10分钟直到EOT达到大约125华氏度。然后，记录数据，同时将-10度步进参考命令施加到进气凸轮，如参考曲线702所示。在步进参考命令后的大约10秒之后，开启RLS零占空比估计算法，并且随后通过施加等式(3)来确定EOT估计值。对于RLS算法，使用为0.995的遗忘因子，初始协方差矩阵为10*I，其中I是3×3单位矩阵。在施加算法后5秒，检索DC_null值的估计值。还产生先前在图6的630处描述的查找表。参考曲线708，如经由上面讨论的无传感器、滤波和数据驱动方法确定的在热启动时的估计EOT(实线/红线)收敛于经由EOT推断逻辑确定的推断EOT(虚线/蓝线)，所述EOT推断逻辑使用KAM变量以进行初始化并在初始化后使用搭载的ACT传感器和ECT传感器。
图8在映射图800处示出了热发动机启动期间的EOT估计。具体地，映射图800的曲线802-808描绘了经由卡尔曼滤波的零占空比确定，其用于获得具有1.5L PFI发动机的测试车辆上的DC_null值。在曲线802处示出了在激励脉冲期间施加到进气凸轮的占空比。在曲线804处示出了凸轮角度的对应改变。在曲线806处示出了基于所施加的占空比和所测量的凸轮角度改变的零占空比估计。在曲线808处示出了基于估计的零占空比经由限定映射估计的EOT。
遵循图7所示的映射，在重新启动之前，发动机关闭约5分钟。在重新启动期间，确定已发生KAM错误，其触发EOT故障代码，所述EOT故障代码致使推断的EOT计算逻辑以错误的初始状况启动。这致使推断的EOT值在车辆重新启动时约为77华氏度。该值是不准确的，因为发动机油温在5分钟内不能冷却超过50华氏度(车辆外部温度约为65华氏度)。此外，由于在发动机关闭时发动机冷却剂温度被测量为196华氏度，并且在发动机重新启动时发动机冷却剂温度被测量为188华氏度，所预期的是，EOT应当在发动机关闭时间段的最初几分钟内实际增加。参考曲线802-808，在车辆重新启动后大约10秒，将10度步进参考命令施加到VCT进气凸轮，并且在此之后不久开启EOT估计算法。估计的EOT在大约5秒内收敛在143度附近，这是似真值，因为在发动机冷却剂温度约为190华氏度的环境中，预期在5分钟内有约10度的油温升高。此示例提供了对所述基于推断的方法的验证，并且展示了算法的潜在用途，其用于通过在发动机启动后的空转时间的前几秒内运行快速估计特征曲线，在热启动期间用基于EOT映射确定的估计值替换推断的EOT逻辑的初始值。参考曲线808，实线(蓝色)曲线是推断的EOT，其是由ACT传感器和ECT传感器产生的现有EOT信号。
具体地，在发动机热起时间的约5分钟后重新启动发动机，并且在重新启动期间，不失效存储器(KAM)中的错误致使控制器从错误的初始状况启动EOT推断逻辑。由于这个原因，推断的EOT值在整个运行过程中约为80华氏度。由于在发动机关闭前的最后推断的EOT是130华氏度，并且发动机冷却剂温度约为190华氏度，因此在短发动机热起时间内实际上预期EOT会增加。当前的EOT估计算法在发动机开启后产生为143华氏度的估计EOT，这符合预期。
继续该实验，在图9的曲线图900处比较本发明的EOT估计算法与传统/现有的EOT推断算法。具体地，在曲线902-906处示出了记录的EOT数据。在对应于正方形符号的时刻收集数据。正方形之间的线是通过线性内插产生的并且不对应于实际的数据读数。允许发动机空转几分钟，直到推断的EOT达到100℉(其对应于t＝0)。然后，使用本文讨论的基于映射的方法在离散时间点收集EOT估计值，直到大约t＝200秒。然后，关闭发动机并允许其冷却约510秒，然后重新启动。在重新启动后，恢复收集估计的和推断的EOT值以及测量的ECT值。在发动机重新启动期间，相同/上述KAM错误致使传统/现有推断的EOT算法从约80℉的故障初始值开始。如本文所使用的，推断的EOT是指表示在测试车辆中运行的传统EOT算法的现有原始EOT算法。它被称为推断的，因为它使用ACT/ECT传感器(而不是EOT传感器)来计算EOT值。另一方面，估计的EOT是指经由本公开的映射估计的EOT。可以观察到，推断的EOT和估计的EOT几乎相等，直到发动机关闭。在重新启动后，由于KAM错误，估计的EOT与推断的EOT之间的差异较大。由于KAM错误，现有的EOT推断算法存在故障，然而，基于发动机关闭时间(或热起时间)、发动机关闭前的EOT值、以及发动机关闭前后的ECT值，通过本公开的映射提供的EOT估计值保持似真的，从而展示了映射的准确性。具体地，由于经由映射的EOT估计不需要KAM参数和ECT/ACT传感器，因此所述估计不受在这些部件中发生任何类型的故障模式的影响，这针对图9中的特定KAM故障模式是经验证的。此外，由于初始化错误对现有EOT推断逻辑的影响随着时间的推移而减小，因此随着时间增加，推断的EOT算法变得更加准确，并且映射的EOT估计算法和传统的EOT推断算法似乎随时间推移收敛在彼此附近，如图9所示。
以此方式，在发动机冷启动状况期间，发动机控制器可以基于测量的发动机冷却剂温度、测量的环境温度和测量的充气温度中的每一个来估计发动机油温(或经由专用传感器直接测量发动机油温)。相比之下，在发动机热启动状况期间，控制器可以基于可变凸轮正时装置的滑阀的螺线管占空比、由滑阀致动的凸轮的角速度以及发动机油温之间的映射关系来估计发动机油温。例如，在发动机热启动状态期间，可以在自从发动机热启动的第一次燃烧事件以来的第一持续时间内基于映射关系来估计发动机油温，并且在第一持续时间之后，可以转变为基于测量的发动机冷却剂温度、测量的环境温度和测量的充气温度中的每一个来估计发动机油温。在第一持续时间内，可以独立于测量的发动机冷却剂温度、测量的环境温度和测量的充气温度中的每一个估计发动机油温。另外，在热启动状况期间，控制器可以调整施加到滑阀的螺线管占空比，以便将凸轮从当前位置移动到硬锁位置外的最终位置，并且在施加螺线管占空比之后经由联接到凸轮的位置传感器来测量角速度。作为示例，在热启动期间的映射可以包括：基于调整的螺线管阀占空比和测量的角速度来估计滑阀的零占空比；以及通过使估计的零占空比值穿过零占空比与发动机油温之间的映射关系来估计发动机油温。以此方式，可以通过减少对现有传感器的依赖来提高EOT估计的准确性。利用VCT滑阀(或OCV)的螺线管电阻的发动机油温依赖性的技术效果是，可以得知施加到滑阀的螺线管的PWM占空比(DC)与凸轮角速度之间的限定映射。通过使映射的特征在于施加已知的PWM占空比信号并测量所产生的凸轮角速度，可以在不需要专用传感器的情况下推断EOT。通过依赖于映射关系，即使在默认的EOT估计传感器(诸如ECT传感器、ACT传感器、或EOT传感器)劣化时，以及在传感器输出不可靠(诸如在发动机热机启动期间)和控制器存储器损坏的状况期间，也可以执行EOT估计。通过改善EOT估计，改善了发动机转矩控制。
一个示例性发动机方法包括：基于通过向可变凸轮轴正时装置的螺线管阀施加激励信号而估计的发动机油温来调整发动机转矩致动器，所述激励信号包括脉冲宽度调制的占空比、电压和电流中的一个；以及使用存储在非易失性存储器中的映射关系，所述映射将所述装置的凸轮轴螺线管占空比和凸轮轴角速度与所述发动机油温相关联。在先前示例中，附加地或任选地，所述调整响应于用于直接或间接测量所述发动机油温的传感器的劣化以及所述非易失性存储器的损坏中的一个，所述非易失性存储器包括发动机控制器的不失效存储器，所述传感器包括联接到油底壳的发动机油温传感器、发动机冷却剂温度传感器、充气温度传感器和质量空气流量传感器中的一个或多个。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，所述调整响应于发动机热启动状况。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，所施加的脉冲宽度调制的占空比将所述进气凸轮和排气凸轮中的一个移动到硬停位置之外。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，估计发动机油温还包括：经由对所施加的占空比进行低通滤波或卡尔曼滤波来估计所述滑阀的螺线管的零占空比，其中所述零占空比包括导致所述VCT装置的零角速度在硬停或销锁定位置之外的占空比量；以及经由预校准映射来估计所述发动机油温，所述预校准映射使用所估计的零占空比作为输入并产生所估计的发动机油温作为输出。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，施加激励信号包括：将增量增加的占空比、电压或电流施加到所述螺线管，以及在每次增量增加后测量所述凸轮轴角速度。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，施加所述激励信号包括：经由闭环控制器施加参考角位置指令以改变所述装置的凸轮轴的角速度，以及测量所述凸轮轴角速度以及由所述闭环控制器施加到所述螺线管的占空比、电压和电流中的一个。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，基于所估计的发动机油温来调整所述发动机转矩致动器包括响应于所推断的发动机油温高于阈值温度，限制所述发动机的发动机转矩、发动机转速和增压压力输出中的一个或多个。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，所述可变凸轮轴正时装置使用螺线管油控制致动器。
另一种示例性方法包括：在发动机冷启动状况期间，基于测量的发动机冷却剂温度、测量的环境温度和测量的充气温度来估计发动机油温；以及在发动机热启动状况期间，基于可变凸轮正时装置的滑阀的螺线管占空比、由所述滑阀致动的凸轮的角速度以及所述发动机油温之间的映射关系来估计所述发动机油温。在先前示例中，附加地或任选地，在所述发动机热启动状况期间，在自从所述发动机热启动的第一次燃烧事件以来的第一持续时间内基于所述映射关系来估计所述发动机油温，并且在所述第一持续时间之后，基于所测量的发动机冷却剂温度、所测量的环境温度和所测量的充气温度中的每一个来估计所述发动机油温。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，在所述第一持续时间内，独立于所测量的发动机冷却剂温度、所测量的环境温度和所测量的充气温度估计所述发动机油温。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，所述方法还包括，在所述热启动状况期间：调整施加到所述滑阀的螺线管占空比以便使所述凸轮从当前位置移动到硬锁位置外的最终位置；以及在施加所述螺线管占空比之后经由联接到所述凸轮的位置传感器来测量所述角速度。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，在所述热启动期间的映射包括：基于所调整的螺线管阀占空比和所测量的角速度来估计滑阀的零占空比；以及通过使所估计的零占空比值穿过所述零占空比与所述发动机油温之间的映射关系来估计所述发动机油温。
一种示例性发动机系统可以包括：可变凸轮正时(VCT)装置，其包括凸轮、凸轮轴相位器、凸轮轴、滑阀和螺线管；凸轮位置传感器，其联接到所述凸轮；电池；发动机冷却剂温度传感器；进气充气温度传感器；质量空气流量传感器；以及控制器。所述控制器可以包括存储在非瞬态存储器上的用于以下操作的计算机可读指令：响应于与发动机油温估计相关的至少一个诊断标记被设置，将激励脉冲施加到所述螺线管以移动所述滑阀，所述激励脉冲的占空比被调整以将所述凸轮移动到硬停区域之外；在所述施加后经由所述凸轮位置传感器来测量所述凸轮轴的角速度；基于所施加的占空比来估计所述滑阀的零占空比；以及基于所估计的零占空比与所测量的角速度之间的映射关系来估计发动机油温。在先前示例中，附加地或任选地，所述控制器可以包括用于以下操作的另外指令：基于所估计的发动机油温来限制上发动机转速阈值和下发动机转速阈值中的每一个，当所估计的发动机油温超过阈值温度时，所述上发动机转速阈值降低并且所述下发动机转速阈值升高。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，响应于以下的中一个来设置与发动机油温估计相关的至少一个诊断标记：所述发动机冷却剂温度传感器的劣化、所述进气充气温度传感器的劣化、所述质量空气流量传感器的劣化、所述存储器的损坏以及发动机热启动状况。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，所述映射关系存储在存储器中并且使用最后估计的发动机油温、所估计的零占空比和所测量的角速度作为输入。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，所述凸轮是进气凸轮和排气凸轮中的一个，所述存储器是不失效存储器，并且所述零占空比包括导致所述VCT装置的零角速度在硬停或销锁定位置之外的占空比量。在先前示例的任一个或全部中，附加地或任选地，所述控制器包括用于以下操作的另外指令：响应于没有与发动机油温估计相关的诊断标记被设置，基于所述发动机冷却剂温度传感器、所述进气充气温度传感器和所述质量空气流量传感器中的一个或多个的输出来估计所述发动机油温。
在另一个表示中，一种用于发动机的方法包括：将激励信号施加到可变凸轮轴正时(VCT)装置的螺线管阀；根据存储在非易失性存储器中的映射关系来估计发动机油温，所述映射关系将所述VCT装置的凸轮轴螺线管占空比和凸轮轴角速度与所述发动机油温相关联；以及基于所估计的发动机油温来调整发动机转矩致动器。在先前示例中，附加地或任选地，所述VCT装置是油压致动的。在又另一个表示中，所述发动机联接在混合动力电动车辆系统中。
应当注意，本文包括的示例性控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非瞬态存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件执行。本文描述的特定例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以所示的顺序执行、可以并行地执行，或可以在一些情况下被省略。同样地，为了实现本文所述的示例性实施例的特征和优点，未必需要所述处理顺序，而是为了便于说明和描述而提供所述处理顺序。可以取决于所使用的特定策略，重复地执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示将编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非瞬态存储器中的代码，其中通过在包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件的系统中执行指令来执行所描述的动作。
应当理解，本文所公开的配置和例行程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的全部新颖且非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求特别指出被认为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的合并，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。可以通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合。此类权利要求，无论范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相等还是不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种发动机方法，其包括：
基于通过向可变凸轮轴正时装置的螺线管阀施加激励信号而估计的发动机油温来调整发动机转矩致动器，所述激励信号包括脉冲宽度调制的占空比、电压和电流中的一个；以及使用存储在非易失性存储器中的映射关系，将所述装置的凸轮轴螺线管占空比和凸轮轴角速度与所述发动机油温相关联。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整响应于用于直接或间接测量所述发动机油温的传感器的劣化以及所述非易失性存储器的损坏中的一个，所述非易失性存储器包括发动机控制器的不失效存储器，所述传感器包括联接到油底壳的发动机油温传感器、发动机冷却剂温度传感器、充气温度传感器和质量空气流量传感器中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整响应于发动机热启动状况。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所施加的占空比将所述进气凸轮和排气凸轮中的一个移动到硬停位置之外。
5.根据权利要求1所述的方法，其中估计发动机油温还包括：
经由对所施加的占空比进行低通滤波或卡尔曼滤波估计所述滑阀的所述螺线管的零占空比，其中所述零占空比包括导致所述VCT装置的零角速度在硬停或销锁定位置之外的占空比量；以及
经由预校准映射估计所述发动机油温，所述预校准映射使用所估计的零占空比作为输入并产生所估计的发动机油温作为输出。
6.根据权利要求1所述的方法，其中施加激励信号包括：
将增量增加的占空比、电压或电流施加到所述螺线管，以及在每次增量增加后测量所述凸轮轴角速度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述激励信号包括：
经由闭环控制器施加参考角位置指令以改变所述凸轮轴的角速度，以及测量所述凸轮轴角速度并测量由所述闭环控制器施加到所述螺线管的占空比、电压和电流中的一个。
8.根据权利要求1所述的方法，其中基于所估计的发动机油温来调整所述发动机转矩致动器包括响应于所推断的发动机油温高于阈值温度，限制所述发动机的发动机转矩、发动机转速和增压压力输出中的一个或多个。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述可变凸轮轴正时装置使用螺线管油控制致动器。
10.一种发动机系统，其包括：
可变凸轮正时(VCT)装置即VCT装置，其包括凸轮、凸轮轴相位器、凸轮轴、滑阀和螺线管；
凸轮位置传感器，其联接到所述凸轮；
电池；
发动机冷却剂温度传感器；
进气充气温度传感器；
质量空气流量传感器；以及
控制器，其包括存储在非瞬态存储器上的计算机可读指令，所述指令用于：
响应于与发动机油温估计相关的至少一个诊断标记被设置，
将激励脉冲施加到所述螺线管以移动所述滑阀，所述激励脉冲的占空比被调整以将所述凸轮移动到硬停区域之外；
所述施加后，经由所述凸轮位置传感器测量所述凸轮轴的角速度；
基于所施加的占空比估计所述滑阀的零占空比；以及
基于所估计的零占空比与所测量的角速度之间的映射关系估计发动机油温。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器包括另外的指令，所述指令用于：
基于所估计的发动机油温限制上发动机转速阈值和下发动机转速阈值中的每一个，当所估计的发动机油温超过阈值温度时，所述上发动机转速阈值降低并且所述下发动机转速阈值升高。
12.根据权利要求10所述的系统，其中响应于以下的中一个设置与发动机油温估计相关的至少一个诊断标记：所述发动机冷却剂温度传感器的劣化、所述进气充气温度传感器的劣化、所述质量空气流量传感器的劣化、所述存储器的损坏以及发动机热启动状况。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述映射关系存储在存储器中并且使用最后估计的发动机油温、所估计的零占空比和所测量的角速度作为输入。
14.根据权利要求10所述的系统，其中所述凸轮是进气凸轮和排气凸轮中的一个，所述存储器是不失效存储器，并且所述零占空比包括导致所述VCT装置的零角速度在硬停或销锁定位置之外的占空比量。
15.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器包括另外的指令，所述指令用于：
响应于与发动机油温估计相关的诊断标记没有被设置，基于所述发动机冷却剂温度传感器、所述进气充气温度传感器和所述质量空气流量传感器中的一个或多个的输出估计所述发动机油温。
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