用于凸角变换凸轮轴系统的位置检测技术方案

本发明专利技术涉及一种用于从多个凸轮轮廓确定激活的凸轮轮廓的系统和方法。所述系统和方法被用于确定如何操作发动机转矩致动器或提供对凸轮轮廓变换退化的指示。

【技术实现步骤摘要】
用于凸角变换凸轮轴系统的位置检测相关领域的交叉引用本申请要求2013年4月5日提交的美国临时专利申请号61/808,873的优先权，其全部内容在此通过引用并入本文。
本申请涉及用于凸角变换凸轮轴系统的位置检测。
技术介绍
发动机可使用凸轮变换系统以调节汽缸提升气门的气门升程和气门开启持续时间。通过调节气门升程和气门开启持续时间，可以针对发动机工况调整气门运行，使发动机的性能和效率得到改进。例如，降低的气门升程和较短的气门开启持续时间可被应用在较低的发动机速度和负载下。另一方面，较高的气门升程和较长的气门开启持续时间可被应用在较高的发动机速度和负载下。此外，凸轮变换系统可被用于在低驾驶员需求条件下停用所选的发动机汽缸，以增加操作发动机汽缸的效率。美国专利号7,404,383描述了示例性的凸轮变换系统，其中发动机包括具有多个外套筒的凸轮轴，外套筒包括凸角并且套筒被花键连接至中央凸轮轴。通过将销接合至每个套筒中的开槽轮毂内，套筒的轴向位置可进行调整，以使不同的凸轮凸角接合操作提升气门的辊指从动件（RFF）。但是，可能的是，命令销进入槽而销实际上没有进入槽且凸轮轮廓没有变换。例如，如果当电磁线圈被供给电流时销不延伸，则凸轮轮廓可能不从第一轮廓变换至第二轮廓。因此，如果发动机控制系统响应于预期激活的凸轮轮廓调整燃料量，则发动机转矩和空气-燃料比会降低。
技术实现思路
在此本专利技术人已认识到操作凸轮轮廓变换机构的潜在问题并已开发用于确定发动机状态的方法，包括：命令凸轮套筒轴向移动；提供表示存在或不存在凸轮套筒轴向移动的信号，响应于凸轮套筒的特征的旋转来提供该信号；以及响应于该信号调整发动机致动器。通过经由凸轮套筒的特征的旋转来确定凸轮套筒的轴向移动，可能地是确定多个凸轮轮廓中的哪个目前是激活的。例如，旋转感测的凸轮轮廓传感器可以被定位在固定位置，在此其可以检测表示凸轮套筒轴向位置的一个或更多个凸轮套筒特征的旋转。凸轮套筒的第一旋转特征可以指示出第一凸轮轮廓是当前激活的，而凸轮套筒的第二旋转特征可以指示出何时第二凸轮轮廓是激活的。以这种方式，激活的凸轮轮廓可以被确定，使得发动机转矩致动器可以以所希望的方式被调整。应当理解，提供上面的概要以用简化的形式介绍在详细描述中被进一步描述的概念选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，本专利技术的保护范围由权利要求书唯一限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决以上或本公开中任何部分所提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了示例性发动机系统的一个汽缸的示意图；图2和图3示出了用于示例性凸轮凸角变换系统的两个不同操作位置；图4和图5示出了相对于凸轮位置传感器输出和曲轴位置传感器输出的示例性凸轮轮廓传感器输出；图6和图7示出了相对于发动机汽缸的示例性凸轮套筒位置；以及图8示出了用于操作和确定多个凸轮轮廓中哪个激活的示例性方法。具体实施方式下面的描述涉及用于调节在发动机汽缸中的气体交换气门的气门升程的发动机中的凸轮变换系统的系统和方法，该发动机例如图1所示的发动机。如图2和图3所示，发动机可包括凸轮轴，该凸轮轴具有包含被花键连接至中央凸轮轴的凸角的多个外套筒。通过将销接合到每个套筒中的开槽轮毂内，套筒的轴向位置可被重新定位使得不同的凸轮凸角接合汽缸的提升气门的从动件、滑动指从动件或轴装从动件。激活的凸轮轮廓可以由传感器输出确定，如图4和图5所示。图5和图6示出了被结合到凸轮轴中的多个凸轮套筒的平面图，所述凸轮套筒包括不同的凸轮轮廓以用于改变发动机操作。用于激活各凸轮轮廓和确认各凸轮轮廓的激活的方法在图7中被描述。现转至附图，图1示出内燃发动机10的示例性燃烧室或汽缸。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和由输入装置132来自车辆操作者130的输入。在该示例中，输入装置132包括加速踏板和用于产生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸（在本文中也为“燃烧室”）14可包括具有设置在其中的活塞138的燃烧室壁136。活塞138可被耦合至曲轴140，使得活塞的往复运动被转换至曲轴的旋转移动。曲轴140可由变速系统被耦合至客车的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达可由飞轮被耦合至曲轴140，以使发动机10能够进行起动操作。汽缸14能够经由一系列的进气通道142、144和146接收进入空气。进气通道可以是进入空气通道。除了汽缸14之外，进气通道146还可以与发动机10的其它汽缸连通。在一些示例中，进气通道中的一个或更多个可包括升压装置，例如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出的发动机10包括涡轮增压器，其具有被布置在进气通道142和144之间的压缩机174以及被布置成沿排气通道148的排气涡轮176。压缩机174可至少部分地经由轴180被排气涡轮176提供动力，其中升压装置为涡轮增压器。然而，在其它的示例中，例如在发动机10被配置有机械增压器的示例中，排气涡轮176可被可选地删去，其中压缩机174可以通过来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门20可被配置成沿发动机的进气通道，以用于改变被提供至发动机汽缸的进入空气的流率和/或压力。例如，节气门20可以被设置在压缩机174的下游，如图1所示，或替代性地可被配置在压缩机174的上游。除了汽缸14之外，排气通道148还可以接收来自发动机10的其它汽缸的排气。虽然在一些示例中排气传感器128被示为耦合至排放控制装置178上游的排气通道148，不过排气传感器128可位于排放控制装置178的下游。传感器128可以选自各种适合的传感器，以用于提供排气空气/燃料比的指示，例如线性氧传感器或UEGO（通用或宽域排气氧）、双态氧传感器或EGO（如示出的）、HEGO（加热型EGO）、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂（TWC）、NOx捕集器、各种其它排放控制装置或其组合。可通过位于排气通道148中的一个或更多个温度传感器（未示出）来测量排气温度。替代性地，可基于发动机工况（例如转速、负荷、空气-燃料比（AFR）、火花延迟等等）来推断排气温度。进一步地，可以通过一个或更多个排气传感器128来计算排气温度。可以理解，排气温度可替代地通过本文所列出的温度估计方法的任意组合进行估计。发动机10的每个汽缸可以包括一个或更多个进气门和一个或更多个排气门。例如，汽缸14被示出包括位于汽缸14的上部区域中的至少一个进气门150（例如，进气提升气门）和至少一个排气门156（例如，排气提升气门）。在一些示例中，包括汽缸14的发动机10的每个汽缸可以包括位于汽缸的上部区域中的至少两个进气门（例如，进气提升气门）和至少两个排气门（例如，排气提升气门）。进气门150可由控制器12借助凸轮致动系统151通过凸轮致动进行控制。同样地，排气门156可通过控制器12借助凸轮致动系统153进行控制。凸轮致动系统151和153均可包括一个或更多个凸轮并可利用一个或更多个凸轮轮廓变换（CPS）、可变凸轮正时（VCT）、可变气门正时（VVT）和/或可变气门升程（VVL）系统，其由控制器12操作，以改变气门运行。进气门150和排气门156的运行可分别通过气门位置传感器（未示出）和/或凸轮轴位置传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定发动机状态的方法，包括：命令凸轮套筒轴向移动；提供表明存在或不存在所述凸轮套筒轴向移动的信号，响应于所述凸轮套筒的特征的旋转提供所述信号；以及响应于所述信号调整发动机致动器。

【技术特征摘要】
2013.04.05 US 61/808,873;2013.12.12 US 14/105,0001.一种用于确定发动机状态的方法，包括：命令凸轮套筒轴向移动；提供表明存在或不存在所述凸轮套筒轴向移动的信号，响应于比较所述凸轮套筒的特征的旋转与凸轮轴位置提供所述信号；以及响应于所述信号调整发动机致动器。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述特征为凹部或凸部。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述特征不操作打开或关闭汽缸的提升气门。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述凸轮套筒经由销和槽而轴向移动，所述槽附于所述凸轮套筒。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机致动器是燃料喷射器，且所述方法进一步包括取决于多个凸轮凸角轮廓中的哪个正操作汽缸的提升气门而改变所述信号。6.根据权利要求5所述的方法，其中通过相对于凸轮轴位置或曲轴位置改变脉冲正时来改变所述信号。7.一种用于确定发动机状态的方法，包括：命令凸轮套筒轴向移动；比较凸轮轴轮廓传感器输出与凸轮轴位置传感器输出以便确定存在或不存在所述凸轮套筒轴向移动；以及响应于确定所述凸轮套筒的轴向移动的存在，调节发动机致动器。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述凸轮轴位置传感器输出经由旋转感测的凸轮轴位置传感器提供。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述凸轮套筒相对于带键凸轮轴移动。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述凸轮套筒操作汽缸提升气门。11...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·格鲁格拉，J·A·多尔因，M·J·于里克，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US