CN1690370A - 使用双位置开/关螺线管的vct闭环控制 - Google Patents

Abstract

在具有包括测得信号和设定点的反馈回路的VCT系统中，提供了一种方法，包括以下步骤：确定与测得信号和设定点有关的开关变量；计算该开关变量；根据开关变量值，控制双位置开/关螺线管的操作，该螺线管控制在VCT相位器内流动的控制流体的流动。这样，通过使用双位置开/关螺线管，控制流体在VCT相位器内的一个方向或另一个方向上流动，该螺线管用于致动控制VCT相位器内流动方向的滑阀。

Description

使用双位置开/关螺线管的VCT闭环控制

相关临时申请

本申请提出了一项发明，该发明已于2004年4月28日提交了题为“使用双位置开/关螺线管的VCT闭环控制”的临时申请No.60/566,218。根据美国临时申请的35USC§119(e)，本发明要求具有该项优先权，同时，前述申请作为参考被合并于此。

技术领域

本发明涉及闭环控制系统领域。更具体地，本发明涉及使用双位置开/关螺线管的VCT闭环控制。

背景技术

Ekdahl，Earl等人申请的题目为“VCT螺线管高频振动频率控制”的美国公开专利申请20030230266A1揭示了一种使用高频颤动信号以减少可变凸轮定时系统的滞后效应的方法。该方法包括以下步骤：a)提供具有至少两个可转换频率的高频颤动信号；b)确定发动机速度的频率特性；c)确定与发动机曲柄RPM值邻域相关的至少一个频率脉动点(frequence beating point)；及d)当发动机运转在发动机曲柄RPM值邻域内时，改变高频颤动信号的频率。这样，频率脉动效应(frequence beating effect)得以减少。

Toylor，Danny等人申请的题目为“在整个温度范围内电动液压控制阀的控制方法”的美国公开专利申请20040003788A1揭示了一种具有反馈控制回路的可变凸轮定时(VCT)系统，其中，与曲柄轴位置或至少一个凸轮轴位置中至少一个测得位置信号有关的错误信号被反馈回来，以修正预定的命令信号。该系统进一步包括一个控制相位器相对角度关系的阀；且包括一个用于控制阀的直移运动的变力螺线管。一种改进的控制方法包括以下步骤：提供一个比错误信号小很多的高频颤动信号；随着温度变化，改变与该高频颤动信号有关的至少一个参数；将该高频颤动信号施加给变力螺线管，这样，可以在不产生阀的过度运动的情况下，使用该高频颤动信号克服系统滞后。

Quinn，Jr.，Stanley B等人申请的题目为“VCT电控制中在开环与闭环操作之间转换的控制方法”的欧洲专利1375838A2揭示了一种可变凸轮定时(VCT)控制系统，在某些情况下系统必须以开环模式进行运转，而在其它情况下，必须使用闭环运转。提供了许多操作状态，用于VCT控制系统在各种状态之间转换。描述了一种控制方法是，在最小干扰情况下，在两种运转模式之间进行转换。而且，在从开环向闭环转换的过程中，提供了一种防止VCT系统冲突的方案。

Simpson，Roger申请的题目为“通过控制中心安装的滑阀的位置以降低凸轮相位器噪音的方法”的美国公开专利申请20040040525A1揭示了一种方法，用来降低由撞击VCT凸轮定时系统中相位器外壳的转子的反转扭矩所产生的噪音。凸轮转矩致动相位器(具有止回阀的相位器)控制回路是打开的，滑阀只是稍微地离开零位，而不是将滑阀移动到一端或另一端。通过这一过程，控制相位器运动的阀芯通道中的供油口被限制，相位器的运动被减少。因此，相位器的噪音得以减小。

Ekdahl，Earl等人申请的题目为“利用对双从属凸轮的进气相位的计算的VCT凸轮定时系统”的美国公开专利申请20030230263A1揭示了一种带有从属进气凸轮的发动机，需要不同的方法和公式来确定进气凸轮的相位。排气凸轮轴驱动进气凸轮轴，因此进气凸轮轴位置取决于排气凸轮轴位置。该发明提供了一种利用对双从属凸轮的进气相位的计算的VCT定时系统。

Smith，Franklin R等人申请的题目为“可变凸轮轴定时装置的液压制动器”的美国专利6,666,181揭示了一种相位器，其带有可彼此相对转动的外壳和转子。外壳设有被牢固地连接在转子上的叶片分隔开的至少一个空腔。叶片将空腔分隔为第一腔室和第二腔室。相位器进一步包括连接第一和第二腔室的通道，这样便于叶片在空腔内摆动。该相位器包括：a)阀，用来形成至少两个开口，使液体可以在第一腔室和第二腔室之间流动，且至少一个开口保持关闭；b)至少一个旁路，用来使外壳和转子之间的转动停止或减慢，从而允许锁定机构能够将外壳和转子锁定在一起，从而与液体流动无关。

Quinn，Jr.，Stanley B申请的题目为“使用设定点速率限制器获得VCT期望致动率的控制方法”的美国公开专利申请20030230262A1教授了在具有控制相位器角度关系的反馈回路的VCT系统中，使用控制规则来接收多个设定点值和多个反馈值，包括：接收多个设定点值作为输入的计算模块，该计算模块输出第一输出和第二输出；用于将第一输出和多个反馈值求和以产生第一总数(e₀)的第一加法器；接收第一总数(e₀)和导数(e₁)的相位积分器和相位补偿器，输出一个处理值(e₂)；以预定比例(K_ff)放大第二输出的放大器；和e)用于将处理值(e₂)和放大的第二输出求和以产生第二总数(e₃)的第二加法器。

Smith，Franklin R.申请的题目为“VCT锁闭的压差控制系统”的美国专利6,668,778揭示了一种可变凸轮定时系统，包括一个与压差控制系统(DPCS)的控制电路进行液压连接的VCT锁销。当控制压力小于50％占空因子时，相同的控制信号指示锁销进行连接，VCT向机械停点移动。当控制压力大于50％占空因子时，锁销松开连接，VCT从机械停点移开。

Simpson，Roger等人申请的题目为“用于叶片式可变凸轮轴定时系统的控制阀策略”的美国专利6,263,846揭示了一种内燃机，包括凸轮轴和固定在凸轮轴中与凸轮轴一起旋转的轴套，其中外壳包围轴套并可与轴套和凸轮轴一起旋转，还可以相对轴套和凸轮轴摆动。主动叶片沿径向向内布置在外壳内部并与轴套配合，从动叶片沿径向向外布置在轴套上以与外壳配合，且从动叶片与主动叶片沿圆周交替布置(以形成沿圆周交替布置的提前腔和延迟腔)。控制外壳相对轴套摆动的配置包括发动机电子控制单元和提前控制阀，其中提前控制阀对发动机电子控制单元做出响应并调节进出提前腔的发动机油压。对发动机电子控制单元作出响应的延迟控制阀调节进出延迟腔的发动机油压。提前通道连通在提前控制阀和提前腔之间的发动机油压，而延迟通道连通在延迟控制阀和延迟腔之间的发动机油压。

Smith，Franklin R.申请的题目为“可变凸轮轴定时装置的排气机构”的美国公开专利申请20030196625A1揭示了一种装置，包括基本上设置在外壳内的罩子中的锁闭部件，其锁定外壳和转子之间自由的相对旋转，使之与液体流动无关；和至少一个出口通道，位于第一或第二腔室与外壳的罩子之间；这样，腔室内的空气得以排出，消除了噪音。

此外，Gopp，Alexander Yuri等人申请的题目为“废气再循环控制的系统和方法”的美国公开专利申请20030192518A1揭示了一种控制具有至少一个自动可控的气流致动器和包括EGR阀的废气再循环(EGR)系统的多缸内燃机的系统和方法，其包括确定至少部分基于自动可控的气流致动器的位置的所需歧管压力，控制EGR阀，使得测得的歧管压力接近所需的歧管压力。在一个实施方式中，自动可控的气流致动器包括一个充量运动控制阀(charge motioncontrol valve)和一个可变凸轮定时装置。在其它实施方式中，自动可控的气流致动器可以包括可变阀升程装置、可变阀定时装置或影响气缸中剩余废气的其它任何装置。

然而，使用开/关螺线管的现有技术专利或公开资料没有揭示或教授使用具有预设水平的预定义整体。因此，渴望具有一种在反馈控制回路中的开/关螺线管，其中具有开关变量，同时还提供了基于开关数值的符号的计算，用来打开或关闭双位置开/关螺线管。

发明内容

在具有反馈回路的VCT系统中，具有开/关螺线管，使得螺线管用于致动控制和VCT相位器相关联的流动方向的滑阀。

在具有反馈回路的VCT系统中，具有双位置开/关螺线管，使得螺线管致动控制和VCT相位器相关联的流动方向的滑阀。

在具有带开/关螺线管的反馈回路的VCT系统中，提供了开关变量，即switch，还提供了基于开关数值的符号的计算，用来打开或关闭双位置开/关螺线管。

提供一种小尺寸、快速响应的双位置开/关螺线管，用来推动控制在VCT相位器内的流动方向的滑阀。

提供一个开关变量，即switch，其中以一种控制规则来计算该开关变量。基于switch的数值的符号，打开或关闭双位置开/关阀。

相应地，在具有包括测得信号和设定点的反馈回路的VCT系统中，提供了一种方法，包括以下步骤：确定与测得信号和设定点有关的开关变量；计算该开关变量；根据开关变量值，控制双位置开/关螺线管的工作，该螺线管控制在VCT相位器内流动的控制流体的流动。这样，借助于使用双位置开/关螺线管，以致动控制VCT相位器内的流动方向的滑阀，控制流体在VCT相位器内的一个方向或另一个方向上流动。

相应地，提供了一种VCT系统，包括：包括测得信号和设定点的反馈回路；用于致动控制VCT相位器内流动方向的滑阀的双位置开/关螺线管。系统进一步包括一种方法，包括以下步骤：确定与测得信号和设定点有关的开关变量；计算该开关变量；根据开关变量值，控制双位置开/关螺线管的工作，该螺线管控制在VCT相位器内流动的控制流体的流动，这样，借助于使用双位置开/关螺线管，以致动控制VCT相位器内流动方向的滑阀，控制流体在VCT相位器内的一个方向或另一个方向上流动。

附图说明

图1示出了现有技术的VCT回路；

图1A示出了图1中现有技术VCT回路的控制规则；

图2示出了本发明的控制回路；

图3示出了本发明的流程图。

具体实施方式

这一部分包含了包括用于理解本发明的优选实施方式的说明。应当注意，这些实施方式仅仅是用来描述本发明。本发明权利要求部分限定法律授于的权利范围。

题目为“自校准可变凸轮轴定时系统”的美国专利5,289,805作为参考被合并于此，其中揭示了闭环致动器为变力螺线管(VFS)。专利5,289,805中的系统可以描述成图1所示的反馈回路。

参看图1，图中示出了现有技术的反馈回路10。反馈回路10的控制对象在零位上具有滑阀。换句话说，该对象在相位器(未示出)的两个流体保持腔之间没有流体的流动，使得VCT机构处于由设定点12所给定的相位角处，阀芯14静止在零位处。这样，VCT机构处于合适的相位位置，且相位改变速率为零。利用VCT机构动态的计算机控制程序产品被用来完成上述状态。

VCT闭环控制机构是通过测量一个凸轮轴相位移θ₀16并将其与理想的设定点12进行比较而实现的。接着调节VCT机构，使得相位器获得由设定点12确定的位置。控制规则18将设定点12与相移θ₀16进行比较。以比较的结果作为参考，命令螺线管20确定阀芯14的位置。当相位误差(设定点12和相移16之差)为非零时，对阀芯14进行定位。

当相位误差为负(延迟)时，阀芯14向第一方向(如向右)移动，当相位误差为正(提前)时，阀芯14向第二方向(如向左)移动。注意到当前相位测量计划的延迟提供了一个较大的值，而提前时产生一个小的值。当相位误差为零时，VCT相位等于设定点12，这样阀芯14被保持在零位上，使得滑阀内没有流体流动。标记出了相对于滑阀14位置的控制流体流动状态的函数关系15。

VCT系统中凸轮轴和曲柄轴的测量脉冲分别由凸轮轴和曲柄轴脉冲轮22和24产生。当曲柄轴(未示出)和凸轮轴(未示出)旋转时，轮22，24跟它们一起旋转。轮22，24带有能被传感器根据传感器产生的测量脉冲进行检测和测量的齿部。这些测量脉冲分别由凸轮轴和曲柄轴测量脉冲传感器22a和24a检测。测得的脉冲被相位测量装置26使用。然后，确定出测量相位差。凸轮轴和曲柄轴之间的相位定义为从曲柄-到-凸轮相继脉冲的时间，除以整个旋转的时间，再乘以360度。测量的相位可以用θ₀16表示。然后，这个相位被提供给控制规则18，用于达到理想的阀芯位置。

通常，螺线管20是一个变力螺线管(VFS)，其中，施加在阀芯14上的力是变化的，从而导致阀芯14沿着预定线上的不同位移，由此导致控制流体流量的变化。通常，VFS体积大，它具有大的底部，从而在发动机头内或发动机盖附近的范围占据有用空间。因此，如果需要小尺寸，VFS不能满足指定的尺度限制。

闭环10的控制规则18公开在美国专利5,184,578中，并作为参考合并于此。图1A中示出了控制规则的简述。首先，在块30处对测量的相位26进行控制规则18，其中进行比例积分(PI)处理。PI程序是两个子程序的集合。第一子程序包括放大；第二子程序包括积分。在块32处对测量的相位进一步进行相位补偿，其中在控制信号被发送出去以驱动致动器在本情况中是变力螺线管之前，控制信号得到调节以增大整个控制系统的稳定性。

换句话说，当VFS提供一种良好的闭环控制性能时，它同时具有更高成本、更大包装尺寸和较低可靠性的缺点。本发明通过用一个双位置开/关螺线管取代VFS，以避免VFS固有的上述缺点。双位置开/关螺线管比VFS便宜得多、尺寸小而且更稳定。

如图2所示，本发明提供了一种小尺寸、快速响应的双位置开/关螺线管，用于推动控制VCT相位器内流动方向的滑阀。

参看图2，图中示出了反馈回路11。反馈回路11的控制对象具有位于零位的滑阀。换句话说，该对象在相位器(未示出)的两个流体保持腔之间没有流动的流体，使得VCT机构处于由设定点12所给定的相位角处，阀芯14静止在零位处。这样，VCT机构处于合适的相位位置，且相位变化率为零。利用VCT动态的计算机控制程序产品被用来完成上述状态。

VCT闭环控制机构是通过测量一个凸轮轴相移θ₀16并将其与理想的设定点12进行比较而实现的。接着调节VCT机构，使得相位器获得由设定点12确定的位置，该位置是一个由如VCT控制器或建立在发动机控制单元(ECU)上的控制器控制的计算值。控制规则31将设定点12与相移θ₀16进行比较，相移θ₀16与至少一个测量值如检测的曲柄脉冲或凸轮脉冲相关联。以比较的结果作为参考，命令开/关螺线管30确定阀芯14的位置。开/关螺线管30可以是一个双位置螺线管。当相位误差(设定点12和相移16之差)为非零时，对阀芯14进行定位。

注标记出了流体流动状态相对于滑阀14位置的函数关系17，其中，由于螺线管的开/关特性，只有两个阀位置可以使用，即第一位置17a出口和第二位置17b出口。换句话说，理想情况下控制流体或者是完全流动，或者是完全切断。

作为例子，如果相位误差为负(延迟)，阀芯14向第一方向(如向右)移动，如果相位误差为正(提前)，阀芯14向第二方向(如向左)移动。注意到当前相位测量计划的延迟提供了一个较大的值，而提前时产生一个小的值。当相位误差为零时，VCT相位等于设定点12，这样阀芯14被保持在零位上，使得滑阀内没有流体流动。

VCT系统中凸轮轴和曲柄轴的测量脉冲是分别由凸轮轴和曲柄轴脉冲轮22和24产生。当曲柄轴(未示出)和凸轮轴(未示出)旋转时，轮22，24跟它们一起旋转。轮22，24带有能被传感器根据传感器产生的测量脉冲进行检测和测量的齿部。这些测量脉冲分别由凸轮轴和曲柄轴测量脉冲传感器22a和24a检测。测得的脉冲被相位测量装置26使用。然后，确定出测量相位差。凸轮轴和曲柄轴之间的相位定义为从曲柄轴-到-凸轮轴相继脉冲的时间，除以整个旋转的时间，再乘以360度。测量的相位可以用θ₀16表示。然后，这个相位被提供给控制规则31，用于达到理想的阀芯位置。

本发明的螺线管30是一种小尺寸、快速响应的双位置开/关螺线管，用于推动控制VCT相位器内流动方向的滑阀14。开关变量switch在控制规则31内被计算。基于switch数值的值或符号，打开或关闭该双位置开/关阀。下面是适合于计算开关变量的值的逻辑过程。

如果符号(switch)＞0

打开双位置开/关螺线管，允许VCT内的液压流体沿一个方向流动。

如果符号(switch)＜0

关闭双位置开/关螺线管，允许VCT内的液压流体沿反方向流动。

如果switch＝0

维持初始螺线管状态。

本发明中，提供了多种计算switch值的方法。

计算switch的一种优选方法是switch＝theta_setP-theta_M。

另一种计算switch的优选方法是

switch＝C₁ ^*(theta_setP-theta_M)+C₂ ^*(theta_M Dot)

其中，theta_setP为VCT位置设定点；

theta_M为测量的VCT位置。

(theta_M Dot)是theta_M的导数。

C₁和C₂是被调整的控制参数。

应当注意，变化率可能是使得C₂ ^*(theta_M Dot)的一阶误差修正不够。因此需要更高阶的误差修正。可能具有多种计算开关变量的方法。一些变量可能比其它变量执行得更好。本发明教导了一种基于符号或开关变量的至少一些阈值来计算得到的控制命令。

可以看到，与可以增加控制流体流动(参见图1中15)的现有技术VFS相比，本发明的开/关螺线管仅保持在两个位置上，即，开或者关(参见图2中标记17，17a和17b)。控制流体流动是由跟CTA或者TA系统相关联的凸轮轴转矩脉冲所引起的。应当注意，本发明还预期应用在OPA系统中。

参看图3，图中示出了流程图40。在42，定义开关变量switch，在44，给该开关变量赋值。例如，该开关变量Switch在图2所示控制规则31内被计算。执行第一判断46，其中如果开关变量的值大于预定值Z，则开/关螺线管被打开48。接着执行第二判断50，其中如果开关变量的值小于预定值Z，则开/关螺线管被关闭52。接着执行第三判断54，其中如果开关变量的值等于预定值Z，则开/关螺线管维持其初始开/关螺线管状态。预定值Z可以是包括数值零在内的任何数值。

可以看到，本发明包括了使用双位置开/关螺线管以致动控制VCT相位器内流动方向的滑阀。提供了开关变量，且基于开关变量的确定值，该开/关螺线管或者被打开，或者被关闭，或者维持其当前状态，这就意味着或者开或者关。一种定义开关变量的方法是让其成为符号函数。

本发明的一个实施方式可以作为一种程序产品得到执行，用于与如图2示意性所示的和下面描述的计算机系统同时使用。该程序产品的程序定义了各种实施方式(包括下面参看图3描述的各种方法)的功能，而且能包含于多种承载信号介质中。示范性的承载信号介质包括但并不限于：(i)在电路中可编程装置中永久储存的信息，如PROM、EPPOM等中；(ii)永久储存在不可写存储介质(如计算机中的只读存储器装置，如CD-ROM驱动器可读的CD-ROM盘)中的信息；(iii)储存在可写存储介质(如软盘驱动器或硬盘驱动器中的软盘)中的可改变的信息；(iv)通过通信介质传送到计算机的信息，诸如通过计算机或电话网络，包括无线通信或汽车的车辆控制器。一些实施方式具体包括从因特网和其它网络上下载的信息。当实现本发明功能的计算机可读的指示被运行时，这些承载信号介质代表了本发明的各种实施方式。

总的来说，实施本发明实施方式的执行程序，不论是被执行作为操作系统一部分还是作为具体应用程序、元件、程序、模块、对象或指令序列在这里都被称为“程序”。计算机程序通常包括许多指令，它们被本地计算机翻译成机器可读的格式，然后翻译成可执行的指令。同样，程序包括变量和数据结构，它们或者局部地存在程序中，或者位于存储器或存储装置中。此外，随后描述的各种程序可以基于其应用进行区分，它们应用于本发明的一个特定实施方式中。然而，应当理解，这里随后的任何特殊程序术语仅仅是为了方便使用的，因此，本发明不应当限于仅仅用于由这种术语确定和/或表示的任何特定应用中。

下面是与本发明有关的术语和概念。

注意到液压流体或在前所指的流体为致动流体。致动流体是在叶片相位器中移动叶片的流体。通常，致动流体包括发动机油，但也可以是单独的液压流体。本发明的VCT系统可以是凸轮转矩致动(CTA)VCT系统，在该系统中利用由打开和关闭发动机阀的力所产生的凸轮轴的反转转矩来移动叶片。CTA系统中的控制阀允许流体从提前腔流向延迟腔以移动叶片，或停止流体流动以在适当位置上锁定叶片。CTA相位器也可以有油入口，用来补偿由于泄漏而造成的损失，但是并不使用发动机油压来移动相位器。叶片是设在腔室中有致动流体对其作用的径向元件。叶片相位器是由在腔室内移动的叶片所致动的相位器。

每个发动机上可有一个或多个凸轮轴。凸轮轴可以由皮带、链条、齿轮或另一个凸轮轴驱动。凸角可以位于凸轮轴上以推动阀。在多凸轮轴发动机中，大多数具有一个用于排气阀的轴，一个用于进气阀的轴。“V”型发动机通常具有两个凸轮轴(每组一个)或四个凸轮轴(对于每组进气和排气各一个)。

腔室被定义为叶片在其内旋转的空间。腔室可以被分成提前腔(使得阀相对于凸轮轴先打开)和延迟腔(使得阀相对于凸轮轴后打开)。止回阀被定义为允许流体仅在一个方向上流动的阀。闭环被定义为一种控制系统，其改变一个特性来响应另一个特性，然后检查这种改变是否是正确的，再调整操作以达到所希望的结果(如根据ECU的命令移动阀以改变相位器位置，然后，检查相位器实际位置，并再次移动阀以校正位置上)。控制阀是一种控制流体向相位器流动的阀。控制阀可以位于CTA系统的相位器内。控制阀可以由油压或螺线管致动。曲柄轴从活塞获取能量，驱动传动装置和凸轮轴。滑阀被定义为阀芯型控制阀。通常，阀芯安放在内腔中，将一个通道连接到另一个通道上。最常见的是，阀芯位于相位器的转子的中心轴上。

压差控制系统(DPCS)是利用阀芯各端上的致动流体压力来移动滑阀的系统。阀芯的一端比另一端大，该端的流体被控制(通常是通过油压上的脉宽调制(PWM)阀)，充足的供给压力被提供给阀芯的另一端(因此产生压差)。阀控制单元(VCU)是一个用于控制VCT系统的控制电路。通常，VCU根据来自ECU的命令进行动作。

从动轴是接受能量的任何轴(在VCT中，大多是凸轮轴)。主动轴是提供能量的任何轴(在VCT中，大多是曲柄轴，但也能从另一个凸轮轴驱动一个凸轮轴)。ECU是发动机控制单元，即汽车的计算机。发动机油是用于润滑发动机的油，可以通过控制阀施加压力以操纵相位器。

外壳被定义为带腔室的相位器的外部。外壳的外表可以是皮带轮(用于定时皮带)，链轮齿(用于定时链条)或齿轮(用于定时齿轮)。液压流体是液压缸中使用的任何一种具体种类的油，类似于制动液或动力转向液。液压流体不必与发动机油是同一种油。通常，本发明使用“致动流体”。锁销用于将相位器锁定在适当的位置上。通常当油压太低以至于不能保持相位器时，如在发动机启动或停止过程中，使用锁销。

油压致动(OPA)VCT系统使用了传统的相位器，其中发动机油压施加到叶片的一边或另一边以移动叶片。

开环用于一控制系统中，其根据某个特性来改变另一个特性(比如，根据来自ECU的命令移动阀)，但没有确认该操作的反馈。

相位被定义为凸轮轴和曲柄轴的相对角度位置(或凸轮轴和另一个凸轮轴的相对角度位置，如果相位器是由另一个凸轮轴驱动的话)。相位器被定义为安装在凸轮上的整个部分。通常，相位器由转子和外壳构成，可能的话，还包括滑阀和止回阀。活塞相位器是由内燃机的气缸中活塞致动的相位器。转子是固定在凸轮轴上的相位器的内部元件。

脉宽调制(PWM)通过改变电流或流体压力的开/关脉冲时间提供变化的力或压力。螺线管是一种利用线圈中的电流来移动机械臂的电致动器。变力螺线管(VFS)是一种致动力可以变化的螺线管，通常通过供电电流的PWM来改变。VFS开/关(全开或全关)螺线管相对的。

链轮齿是与链条如发动机定时链条一起使用的部件。定时被定义为活塞到达限定位置(通常为上死点(TDC))的时间和发生其它情况的时间之间的关系。例如，在VCT或VVT系统中，定时通常与阀何时打开或关闭有关。点火定时与火花塞何时点火有关。

转矩辅助(TA)或转矩辅助相位器是OPA相位器的一种变形，其在供油管中增加了止回阀(即，单止回阀实施方式)或在通到每一腔室的供油管中增加一个止回阀(即，双止回阀实施方式)。止回阀阻碍了反转转矩造成的油压脉冲传回油路系统，从而阻止由于反转转矩而造成的叶片向后移动。在TA系统中，由于正向转矩效应造成的叶片运动是允许的；因此，使用了表达“转矩辅助”。叶片运动的曲线图为阶跃函数。

VCT系统包括相位器、一个或多个控制阀、一个或多个控制阀致动器和控制电路。可变凸轮定时(VCT)是一个方法，而不是一个物体，它用于控制和/或改变一个或多个凸轮轴之间的角度关系(相位)，其驱动发动机的进气和/或排气阀。这种角度关系还包括凸轮和曲柄轴之间的相位关系，其中曲柄轴连接到活塞上。

可变阀定时(VVT)是改变阀定时的任何一种方法。VVT能和VCT相关联，或能通过改变凸轮的形状、凸轮凸角与凸轮的关系、或阀致动器与凸轮或阀的关系来实现，或通过使用电力或液压致动器单独控制各阀本身来实现。换句话说，所有VCT都是VVT，但不是所有的VVT都是VCT。

因此，应当理解，本发明在此描述的各种实施方式仅仅是阐述发明原理的应用。在此所述实施方式的详述并不意味着限制权利要求的范围，所附权利要求本身说明了关于本发明的实质的特征。

Claims (6)

1、一种控制用于内燃机的可变凸轮定时(VCT)系统的方法，该可变凸轮定时(VCT)系统包括：一个凸轮轴和一个曲柄轴；一个凸轮轴传感器和一个曲柄轴传感器，各自产生测量脉冲；和一个可变凸轮定时相位器，具有：用于接受驱动力的具有外圆周的外壳；用于连接到同轴设置在外壳内的凸轮轴上的转子，该外壳和转子限定分隔多个腔室的至少一个叶片，该叶片能够旋转以移动外壳和转子的相对角度位置；包括用于控制多个腔室之间的流体流动的可滑动阀芯的滑阀；和一个用于控制阀芯位置的开/关螺线管，该方法包括以下步骤：

利用测量脉冲确定凸轮轴和曲柄轴之间的测量角度相位；

确定等于设定点和测量角度相位之间差值的开关值；以及

基于开关值控制开/关螺线管，其中，如果开关值大于零，打开开/关螺线管，使得流体以第一方向在多个腔室之间流动；如果开关值小于零，关闭开/关螺线管，使得流体以与第一方向相反的第二方向在多个腔室之间流动。

2、权利要求1中的方法，其中开关值根据下面的等式计算得到：

开关值＝C₁ ^*(设定点-测得信号)+C₂ ^*(测得信号的变化率)

其中，C₁和C₂是被调整的控制参数。

3、权利要求1中的方法，其中，如果开关值等于零，维持开/关螺线管的状态。

4、一种内燃机可变凸轮定时(VCT)系统，包括：

一个凸轮轴和一个曲柄轴；

一个凸轮轴传感器和一个曲柄轴传感器，各自产生测量脉冲；以及

一个可变凸轮定时相位器，具有：

用于接受驱动力的具有外圆周的外壳；

用于连接到同轴设置在外壳内的凸轮轴上的转子，该外壳和转子限定分隔多个腔室的至少一个叶片，该叶片能够旋转以移动外壳和转子的相对角度位置；

包括用于控制在多个腔室之间流体流动的可滑动阀芯的滑阀；

一个用于控制阀芯位置的开/关螺线管；以及

一个控制开/关螺线管位置的控制系统，其控制方法包括以下步骤：

利用测量脉冲确定凸轮轴和曲柄轴之间的测量角度相位；

确定等于设定点和测量角度相位之间差值的开关值；和

基于开关值控制开/关螺线管，其中，如果开关值大于零，打开开/关螺线管，使得流体以第一方向在多个腔室之间流动；如果开关值小于零，关闭开/关螺线管，使得流体以与第一方向相反的第二方向在多个腔室之间流动。

5、权利要求4的系统，其中其中开关值根据下面的等式计算得到：

开关值＝C₁ ^*(设定点-测得信号)+C₂ ^*(测得信号的变化率)

其中，C₁和C₂是被调整的控制参数。

6、权利要求4中的系统，其中，如果开关值等于零，维持开/关螺线管的状态。

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