专利名称：用于提高再生效率的凸轮相位控制系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及发动机控制系统，尤其涉及用于提高再循环效 率的凸轮相位控制系统。
背景技术：
混合动力系通常包括第一扭矩发生器(例如，内燃机 (ICE))、第二扭矩发生器(例如，电机(EM))。这两者都可给 传动系提供驱动车辆的扭矩。车辆包括所述控制系统，还包括包括进气和排气凸轮相 位器的发动机；传动带/带轮；以及电机，其通过所述传动带/带轮连接 到所述发动机。本文所示的附图仅仅是示意性目的，而不是以任何方式限
制本公开的范围。
图1示出了根据本公开的传动带交流电才几起动机(BAS) 混合动力系统； 图2进一步详细示出了图1的发动才几；图3为示出燃料切断(FCO) /再生期间控制进气门和排气 门位置的方法的流程图； 图4为示出FCO/再生期间根据本公开调整的凸轮位置与 正常凸轮位置之间区别的曲线图； 图5示出由于根据本公开的凸轮调整而在减速时的区别；图6示出典型控制沖莫块。
具体实施例方式
实质上，下列优选实施例的描述仅仅是示意性的，而不是 限制本公开及其应用或使用。应当理解，所有附图中，相同的附图标 记来表示相同或相应的部分和特征。 如本文所使用的，术语模块指的是特定用途集成电路 (ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共 享、专用或群组的)和存储器、组合逻辑电路或提供所述功能的其它
合适部件。 本公开减小了起用燃料切断(FCO)和再生时传动带交流 电机起动机(BAS)混合动力车辆的发动机旋转损耗。旋转损耗的减 小对给定减速速率往往允许更加有效的再生。没有相应再生增大情况 下旋转损耗减小改善了操纵性能。
现在参考图1，详细描述典型的混合动力系10。虽然该典 型动力系10图示为后轮驱动(RWD)动力系，但是本发明可应用于任 何其它动力系结构。典型动力系10包括推进系统12和传动系统14。 推进系统J2包括发动机16和电机(EM) 18。 推进系统还可包括辅助设备，包括但不限于，A/C压缩机 20和转向泵22。 EM 18和辅助设备使用传动带和带轮系统24传动地 连接到发动冲几16上。传动带和带轮系统24包4舌固定在EM 18、辅助 设备和发动才几16的曲轴26上用以旋转的多个带轮，以及传动带，以 ^t能够将扭矩^^曲轴26传递到EM 18和/或辅助i殳备，或者从EM 18 和/或辅助i殳备传递到曲轴26。该结构称为传动带交流电^几起动枳^ (BAS)系统。
[0025发动机16的曲轴26驱动传动系统14。传动系统14包括 波形板或飞轮(未示出)、液力变矩器或其它联接装置30、变速器32、 传动轴34、差速器36、车轴38、制动器40和驱动轮42。发动机16 的曲轴26输出的推进扭矩通过传动系统组件传递，以在车轴38提供 驱动车轮42的车轴扭矩。更具体地，推进扭矩乘以由联接装置30、变 速器32和差速器36提供的几个传动比，以在车轴38提供车轴扭矩。
空气与燃料混合，以形成由气缸70内的活塞(未示出)压 缩的燃烧混合物。虽然只示出了两个气缸70,但是发动机可包括额外 的气缸70。空气，在某些情形下燃烧混合物，通过进气口 (未示出) 进入气缸70,所述进气口通过进气门(未示出)有选择地打开。 进气门和排气门的运动由各自的进气凸轮轴72和排气凸 轮轴74引起，所述进排气凸轮轴72、 74由曲轴76通过正时装置78 可旋转地驱动。更具体地，曲轴76包括正时链轮80,进排气凸轮轴包 括各自的正时链轮82、 84。正时连接86传动地互连正时链轮70、 72、 74。例如，正时连接86可包括正时链。应当理解，还可使用正时齿專仑、 带轮和正时带、和/或其它传动机构。
曲轴76可旋转地驱动进排气凸轮轴72、 74,以根据所需
发动机事件正时通过相应的气门打开和关闭进排气口 。更具体地，相
对于活塞在气缸70内的线性位置和特定的活塞冲程来正时进排气口的 打开和关闭。发动机系统可包括进气凸轮相位器87和排气凸轮相位器 89，以虚线示出。凸轮相位器87、 89调节进排气凸轮轴72、 74相对 于曲轴76角度位置的角度位置。这样，可独立调整进排气门的打开和 关闭事件，以获得所需的发动机运行。 控制模块54监测进排气凸轮轴72 、 74以及曲轴76的旋转。 传感器92、 94分别监测进气凸轮轴72和排气凸轮轴74中每个的旋转 位置。传感器96监测曲轴76的旋转位置。 现在参考图3,控制于步骤100开始，继续步骤104,其中 控制确定是否起用FCO/再生。如果不，那么在步骤106中将进排气凸 轮位置设定为正常所需值。如果步骤104为是，那么控制确定FCO/再 生期间所需的进气凸轮位置是否大于预定最大进气凸轮位置(IMCV)。 如果步骤108为是，那么控制将进气凸轮位置设定为IMCV。 lMcv可设 定为等于驻停或低的非零值。如果步骤108为否，那么控制从步骤108 继续至步骤112,或从步骤110继续至步骤112。在步骤112中，控制 确定FCO/再生期间所需的排气凸轮位置是否大于预定最大进气凸轮位 置(EMCV) 。 EMcv可设定为驻停或低的非零值。如果步骤112为是， 那么控制将排气凸轮位置设定为EMCV。控制从步骤106、 U4和112 返回步骤104。 现在参考图4,对于固定的歧管绝对压力(MAP),最低 监测扭矩往往发生在凸轮驻停时(最低气门重叠)。示出了 1600 rpm 时监测扭矩随着歧管相对压力(MRP)(其为有效歧管绝对压力(MAP)
-气压计)的变化。其它rpm值具有类似的关系。图4中，菱形表示 驻停/驻停凸轮位置(靠近在FCO/再生时的目标位置的凸轮位置)的监 测扭矩。这表示对于给定MRP的最低扭矩。三角形表示对于正常指令 凸轮位置(未使用本发明的凸轮位置)的监测扭矩。方形表示凸轮在 最大提前位置的监测扭矩。
现在参考图5,示出了 FCO/再生期间具有凸轮限制和没有 凸轮限制的从预定速度向下滑行的两个相同向下滑行曲线。对于速度A 与B之间(例如，从91 KPH至71 KPH)的测试部分，可获得下列估 计值
驻停凸轮 非驻停 减速时间 10.75 s 10.52 s
再生量 47.5 KJ 46.4 KJ在再生和FCO模式期间，凸轮定位模块206基于进排气凸 轮位置和替代进排气凸轮位置值的较低值分别定位进气凸轮和排气凸 轮。再生检测模块208检测发动机何时在再生和FCO模式。 运行期间，凸轮位置调整模块206可将替代进排气门凸轮 位置设定为驻停或非驻停位置。凸轮位置调整模块206可将替代进排 气门凸轮位置设定为小于或等于约4度。凸轮位置调整模块206可将
替代进排气门凸轮位置设定为小于或等于约3度。凸轮位置调整模块 206可将替代进排气门凸轮位置设定为小于或等于约2度。凸轮位置调 整模块206可将替代进排气门凸轮位置设定为小于或等于约1度。如 本文所使用的，"约"指的是+/-0.5度。 例如，凸轮可移到出现最小气门重叠而不接触锁止销的位 置(约2度)。进排气凸轮位置可参考驻停位置确定。对于两个凸轮， 驻停/驻停可称为0度。对于进气凸轮，更高的位置表示进气门相对于 固定活塞位置打开得更早。进气凸轮位置可按提前角度数测量。相反， 对于排气凸轮，更高的位置可用于表示排气门相对于固定活塞位置打 开得更晚(并关闭得更晚)。排气凸轮位置可按延迟角度数测量。
[0045进气凸轮位置可按提前角度数测量，并且排气凸轮位置可 按延迟角度数测量。驻停/驻停或位置(0度，O度)表示最小气门重叠 点。FCO期间的目标位置可选择为驻停位置(对于最小重叠)或者靠 近驻停，使得气门重叠最小至受凸轮相位器锁止销接合限制的角度(例 如，2度)。
权利要求
1.一种控制系统，包括凸轮位置计算模块，其确定发动机运行期间的进气和排气凸轮位置，其中所述发动机包括再生和燃料切断(FCO)模式；凸轮位置调整模块，其在所述再生和FCO模式期间产生替代进气和排气凸轮位置；凸轮定位模块，其在所述再生和FCO模式期间，基于所述进气和排气凸轮位置以及所述替代进气和排气凸轮位置中的较低值分别定位所述进气凸轮和排气凸轮。
2. 如权利要求l所述的控制系统，还包括再生检测模块，其检测 所述发动机何时处在所述再生和FCO模式中。
3. 如权利要求l所述的控制系统，其中所述凸轮位置调整模块将 所述替代进气和排气凸轮位置设定为非驻停位置。
4. 如权利要求l所述的控制系统，所述替代进气和排气凸轮位置 小于或等于约4度。
5. 如权利要求l所述的控制系统，所述替代进气和排气凸轮位置 小于或等于约3度。
6. 如权利要求l所述的控制系统，所述替代进气和排气凸轮位置 小于或等于约2度。
7. —种车辆，包括如权利要求l所述的控制系统，还包括 包括进气和排气凸轮相位器的发动机；传动带/带轮；以及电机，其通过所述传动带/带轮连接到所述发动机。
8. —种车辆，包括如权利要求l所述的控制系统，还包括包括进气和排气凸轮相位器的发动机；以及 传动带交流电机起动机系统。
9. 如权利要求l所述的控制系统，所述替代进气和排气凸轮位置 为驻停位置。
10. —种方法，包括确定发动机运行期间的进气和排气凸轮位置，其中所述发动机包 括再生和燃料切断(FCO)模式；在所述再生和FCO模式期间产生替代进气和排气凸轮位置；以及 在所述再生和FCO模式期间，基于所述进气和排气凸轮位置以及 所述替代进气和排气凸轮位置中的较低值分别定位所述进气凸轮和排 气凸轮。
11. 如权利要求10所述的方法，还包括检测所述发动机何时处在 所述再生和FCO模式中。
12. 如权利要求10所述的方法，还包括将所述替代进气和排气凸 轮位置设定为非驻停位置。
13. 如权利要求10所述的方法，还包括将所迷替代进气和排气凸 轮位置设定为小于或等于约4度。
14. 如权利要求10所述的方法，还包括将所述替代进气和排气凸 轮位置设定为小于或等于约3度。
15. 如权利要求10所述的方法，还包括将所述替代进气和排气凸 轮位置设定为小于或等于约2度。
16. 如权利要求10所述的方法，还包括将所述替代进气和排气凸 轮位置设定为驻停位置。
全文摘要
一种用于提高再生效率的凸轮相位控制系统，包括凸轮位置计算模块，其确定发动机运行期间的进气凸轮位置和排气凸轮位置，其中所述发动机包括再生和燃料切断(FCO)模式。凸轮位置调整模块在所述再生和FCO模式期间产生替代进气和排气凸轮位置。凸轮定位模块在所述再生和FCO模式期间，基于所述进气和排气凸轮位置以及所述替代进气和排气凸轮位置中的较低值分别定位所述进气凸轮和排气凸轮。
文档编号F01L1/34GK101353985SQ200810131128
公开日2009年1月28日 申请日期2008年7月28日 优先权日2007年7月27日
发明者D·D·克里特斯, J·L·沃尔兴, L·E·哈米尔顿, W·L·阿尔德里奇三世 申请人:通用汽车环球科技运作公司