[发明专利]用于电动可变气门操作的前馈控制的方法和系统

说明书

背景技术

可变凸轮轴正时(VCT)系统使得凸轮轴的角位置调节能够改变发动机的气门正时，以便适应发动机的各种操作条件。例如，在低负载条件期间，VCT系统可以通过凸轮轴位置调节来改变气门正时以增加操作效率并增加燃料经济性。相应地，在高负载条件期间，VCT系统可以通过凸轮轴位置调节来改变气门正时以增加发动机输出。

在一个示例中，VCT系统通过控制电动马达来调节凸轮轴相对于基准曲轴位置测量的角位置，所述电动马达可操作而用于改变凸轮轴的角位置。在典型的反馈控制方法中，在VCT系统介入之前观测凸轮轴的角位置的误差以操作电动马达来对凸轮轴位置的角误差进行校正。

然而，发明人已经认识到这种反馈控制系统所具有的若干潜在问题。举例来说，凸轮轴位置测量的更新率并没有快到足以补偿通过反馈控制观测的角位置误差。这样，为了补偿角位置误差而进行的凸轮轴位置调节受到延迟，从而导致控制精度降低。另一方面，通过安装包括具有更多齿的照准标志的凸轮轴位置传感器能够增加凸轮轴位置测量的更新率，但是这种位置传感器将增加系统的生产成本。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来解决，所述方法用于控制定位调节机构用的电动马达来改变气缸气门操作。所述方法可以包括调节电动马达的扭矩输出以抵消从气门机构源施加至调节机构的预期周期性扭矩干扰，从而将调节机构定位在期望位置。

举例来说，调节机构可以包括可变凸轮轴正时致动器，所述致动器调节凸轮轴的角位置以改变气缸气门正时。在操作过程中，例如基于凸轮轴的旋转而周期性地产生的扭矩干扰可能导致凸轮轴的角位置误差。然而，由于扭矩干扰以周期性为基础发生，因此能够预期和表征扭矩干扰。在一个具体示例中，周期性干扰扭矩用于生成前馈控制信号以调节电动马达的输出扭矩。通过基于预期扭矩干扰来调节电动马达的输出扭矩，能够基本上减少或消除凸轮轴角位置误差。换言之，可以由电动马达提供扭矩以在扭矩干扰出现时抵消这些扭矩干扰，以将凸轮轴维持在期望角位置处。另一方面，在反馈响应系统中，在提供校正调节之前就已经出现了凸轮轴角位置误差。

应理解，提供上述概要描述是为了以简化形式引入在随后的详细说明中进一步描述的概念的片段。这并不意味着确定了所要求保护的主题内容的关键或主要特征，所述主题内容的范围由详细说明之后的权利要求来限定。所要求保护的主题内容并不限于解决了上述任何缺点或该公开的任何部分中的实施方案。

附图说明

本公开的主题内容将通过结合附图阅读如下非限制性实施方式的详细描述而得到更好的理解，在附图中：

图1是本公开的发动机系统的实施方式的示意图。

图2是可以在图1中的发动机系统中实施的电动可变气门操作系统的实施方式的示意图。

图3是电动马达控制系统的实施方式的框图。

图4是用于控制可变凸轮轴正时系统的电动马达的方法的实施方式的流程图。

具体实施方式

本公开涉及操作电动马达来增强气门调节机构在发动机的各种操作条件下的位置控制，以增加气缸气门控制精度。更具体地说，本公开涉及表征影响气门调节机构的周期性干扰并通过生成前馈控制信号预期它们的发生来补偿周期性干扰，以基本减少或消除气门调节机构的位置误差。

现在参照一些图示实施方式以实施例方式来描述本公开的主题内容。在两个或更多个实施方式中基本相同的部件同等地标识，并且以最少的重复来描述。然而，应注意，在本公开的不同实施方式中的同等地标识的部件可能是至少部分地不同的。还应注意，本公开中包含的附图是示意性的。图示实施方式的视图不是按比例绘制的，长宽比、特征尺寸和特征数量可能被特意变形以使得选定的特征或关系更容易看到。

图1是示出了多缸发动机10的一个气缸的示意图，所述发动机10可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统并通过经由输入装置130来自车辆驾驶员132的输入来控制。在该实施例中，输入装置130包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即气缸)30可以包括燃烧室壁32，燃烧室壁32内定位有活塞36。活塞36可以联接至曲轴40，从而将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。曲轴40可以通过中间传输系统联接至车辆的至少一个驱动轮。另外，起动马达可以通过飞轮联接至曲轴40，以便使发动机10能够进行起动操作。