电子气门驱动发动机系统中的气门控制同步与误差检测的制作方法

专利名称：电子气门驱动发动机系统中的气门控制同步与误差检测的制作方法
电子气门驱动发动机系统中的气门控制同步与误差检测
技术领域：
本发明涉及电子气门驱动发动机系统中的气门控制同步与误差检测，特别涉及用于 控制具有电子气门驱动的发动机的运转的系统和方法。
背景技术：
在电子气门驱动(EVA)发动机中，进气门正时可在逐缸基础上控制。在一个示例配 置中，可由独立的气门控制单元(VCU)控制进气门，有时被称为气门控制器，其通过以 与应用火花和燃料正时相同步的方式打开和关闭进气门来响应来自发动机控制模块(ECM) 的气门正时指令。使用独立于ECM运行的VCU的一个问题在于在两个控制模块之间保持同 步。特别是在运转期间VCU内部时钟会与ECM时钟发生时间偏移，造成进气门控制精度降低。
一种解决该问题的途径是通过控制器局域网(CAN)在ECM和VCU之间发送同步信息。 然而，发明者已经认识到该途径的一些缺点。例如，可配置ECM以通过CAN连接每90度曲轴 转角向VCU发送一次基于事件的通知(例如关于一些发动机物理事件的通知)。如果VCU 也使用基于事件的CAN通知，则可能无法测量小于事件间隔(例如90度曲轴转角)的同步 误差。此外，即使VCU使用中断服务程序或不是基于事件的通知的轮询系统，CAN通知正时 的变动也可导致ECM和VCU之间的同步误差。

发明内容
一个克服现有途径的至少一些缺点的示例途径包括通过第一连接从第一控制器向第 二控制器发送发动机位置指示信号，通过第二连接从第二控制器向第一控制器发送状态信 号，以及根据发动机位置指示信号和状态信号同步第二控制器和第一控制器。
在此处所描述的第二途径中，可通过一种带有至少一个汽缸的系统解决上面的问题， 该汽缸具有发动机汽缸气门、可运转地连接至发动机汽缸气门的第二控制器、和通过第一
连接和第二连接与第二控制器相连接的第一控制器,其中所述第二控制器配置以调整发动 机汽缸气门的气门打开和关闭正时中的至少一个,所述第一控制器配置用于通过第一连接 向第二控制器发送发动机位置指示信号并通过第二连接从第二控制器接收状态信号，且其
中第一控制器输出响应发动机位置指示信号和状态信号之间的同步误差的同步退化信号。 本发明提供了若干优点。特别地，如果发动机位置指示信号例如复合上止点(TDC) 信号退化，比如接收到比传输的完整数据集少的信号，则可通过比较内部的ECM TDC边缘 正时与VCU状态信号边缘正时以计算VCU与ECM的同步误差。另外，如果VCU状态信号退化， 则可通过比较其TDC正时和复合TDC信号边缘正时以在VCU中计算同步误差，然后同步误差可通过CAN连接传输至ECM用于发动机控制目的。此外，在复合TDC和VCU状态信号均退化的 情况下，汽缸标识符(ID)正时可从VCU传递至ECM，带有足够的分辨力以提供检测VCU与 ECM的同步误差的附加装置。
单独或结合附图阅读下面的详细说明，上述优点和其他优点以及本发明的特征将变得 显而易见。


图l显示了描述包括电子驱动进气门的示例发动机系统的一个汽缸的示意图。 图2显示了与气门控制单元电通讯的电子控制模块的示意流程图。 图3显示了电子控制模块生成的指示包括汽缸标示符的复合凸轮信号的示例脉冲群。 图4显示了与气门控制单元生成的相位移脉冲群相重叠的图3的脉冲群。 图5显示了描述用于检测电子控制模块和图1的发动机系统的气门控制单元之间的通 信的同步误差的示例方法的流程图。
具体实施方式
图1为显示了多缸发动机10的一个汽缸的示意图，该汽缸可包括在机动车辆的推进 系统中。发动机10至少可部分由包括控制器(也被称作电子控制模块ECM)12的控制系 统以及由车辆操作者132通过输入装置130的输入控制。在本例中，输入装置130包括加 速踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室 (例如汽缸)30可包括其内定位有活塞36的燃烧室壁32。活塞36可连接至曲轴40以使 活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可通过中间传动系统连接至车辆的至少 一个驱动轮。此外，起动电机可通过飞轮连接至曲轴40以激活发动机10的起动运转。
燃烧室30可经过进气道42从进气歧管44接收进气，并经过排气道48排出燃烧气 体。进气歧管44和排气道48可选择性地通过各自的进气门52和排气门54与燃烧室30 连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。
在本例中，进气门52可由气门控制单元(VCU) 140通过电子气门驱动器(EVA) 51 控制。在一些情况下，VCU 140可通过与控制器12连通接收机动车辆的运转情况信息， 并可改变提供给电子气门驱动器51的信号以控制进气门的打开与关闭。此外，排气门54 可由凸轮驱动通过凸轮驱动系统53控制，该凸轮驱动系统可包括一个或多个凸轮且利用 可由控制器12搡作的凸轮轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)、 和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门操作。进气门52和排气门" 的位置可分别由位置传感器55和57确定。在一个例子中，信号指示相对于被称为信号 CAM的凸轮位置或凸轮转角的气门位置。
应注意，ECM与VCU的接口 142可包括多个有助于VCU 140和控制器l2间连通的控 制线。下面将参考图2进一步详细讨论接口 1"和VCU 与电子控制模块12之间的通信。
上述气门配置在此处可称为仅进气电子气门驱动系统或iEVA系统。尽管可根据iEVA 系统在下面描述了关于VCU和ECM同步的方法，应了解该方法可进一步用于仅排气EVA 系统或进气和排气EVA系统。
燃料喷射器66显示为以一种配置设置在进气道44内，该配置提供被称为将燃料喷 射入燃烧室30上游的进气道内的进气道喷射。燃料喷射器66可与通过电子驱动器68从 控制器U接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地喷射燃料。燃料可通过包括燃料箱、燃料 泵和燃料导轨的燃料系统(图中未示)输送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室 30可替代地或作为补充地包括直接连接至燃烧室30的燃料喷射器用于以被称为直接喷射 的方式将燃料直接喷射入其中。
进气道42可包括具有节流板64的节气门62。在本具体例中，节流板64的位置可 由控制器12通过提供给包括在节气门62中的电机或驱动器的信号改变，该配置通常称为 电子节气门控制(ETC)。这样，可操作节气门62以在其它发动机汽缸中改变提供给燃烧 室30的进气。节流板64的位置可通过节气门位置信号TP提供给控制器12。进气道42 可包括空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122用于分别向控制器12提供信号MAF 和MAP。
在选定的运转模式下，点火系统88可响应来自控制器12的点火提前信号SA通过火 花塞92向燃烧室30提供点火火花。尽管显示了火花点火部件，在一些实施例中，燃烧室 30或者发动机10的一个或更多其它燃烧室可以具有或不具有点火火花的压縮点火模式运 转。
图中显示排气传感器126连接至排放控制装置70上游的排气道48。排气传感器126 可为用于提供排气空燃比的指示的任意合适的传感器，例如线形氧传感器或UEGO(通用 或宽域排气氧传感器)，双态氧传感器或EGO (排气氧传感器)，HEGO (加热型EGO), NOx、 HC、或CO传感器。排放控制装置70显示为沿排气传感器126下游的排气道48设置。排 放控制装置70可以为三元催化剂(TWC)、 NOx捕集器、多种其它排放控制装置或它们的 组合。在一些实施例中，在发动机10的运转期间，可通过在一个特殊的空燃比下运转发 动机的至少一个汽缸来周期性重置排放控制装置70。
图l中控制器或电子控制模块(ECM)12显示为微机，包括微处理器单元(CPU)102、 输入/输出端口 (1/0)104、在本具体例中显示为只读存储器芯片(ROM) 106的用于可执 行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110、 和数据总线。控制器12可从连接至发动机10的传感器接收多个信号，除上述信号之外还 包括来自空气流量传感器120的引入空气流量(MAF)的测量值、来自连接至冷却管114 的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)、来自连接至曲轴40的霍尔效应传感器118
(或其它类型)的表面点火感测信号(PIP)、来自节气门位置传感器的节气门位置信号 (TP )、和来自歧管空气压力传感器122的歧管绝对压力信号(MAP )。发动机速度信号RPM可由控制器12从信号PIP中生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供 进气歧管中真空或压力的指示。应注意，可使用多种上述传感器的组合，例如MAF传感器 而不具有MAP传感器，反之亦然。在化学计量运转中，MAP传感器可给出发动机扭矩的指 示。此外，该传感器与检测的发动机转速一起可提供被引入汽缸中的充填物(包括空气) 的估值。在一个示例中，曲轴每旋转一次，霍尔效应传感器118 (也作为发动机速度传感 器使用)可产生预定数量的均匀间隔的脉冲。这种脉冲的形式可总体上称为脉冲群。如下 文所进一步详细描述，可利用多种来自不同传感器的不同脉冲群以确定发动机系统的不同 控制器的同步。
在一些实施例中，多个遍布发动机系统定位的传感器可通过控制器局域网(CAN)与 ECM通信，该控制器局域网在此处可称为车辆CAN。
应注意，在一些实施例中，VCU 140可为微型计算机，并可包括与ECM12的处理部 件相类似的处理部件。如上所述，图l仅显示了多缸发动机中的一个汽缸，而每个汽缸可 类似地包括其自己的一套进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。此外，每个汽缸可包 括一个或多个可通过电子气门驱动或凸轮驱动由VCU 140和/或ECM 12控制的进气门和/ 或排气门。
图2显示了 ECM和VCU之间的示例接口的示意图。在本示例配置中，ECM至VCU的 接口 142包括六个不同的信号连接用于在ECM和VCU之间通信多个运行状况/参数，尽管 可以使用更多或更少的连接。特别地，VCU可通过接口 142从ECM接收发动机系统运转信 息，其可用于控制各自的汽缸的进气门的气门运转。此外，VCU可通过接口 142向ECM发 送信息。ECM12可通过接口 142在其它信号中接收可传递到VCU上的曲轴位置信号(CPS) 和CAM信号，随后VCU可向进气门的驱动器发送进气门控制信号。
ECM至VCU的接口 142可包括CPS线路202以从ECM向VCU传递数字曲轴位置信号 (CPS)。在一些实施例中，CPS信号可从VR传感器发送给ECM,或在一些例子中可从发送 给ECM的PIP信号变换而来。在一些实施例中，CPS线路202可为双绞线连接以促进更大
的带宽并可减少来自外部源的电磁干扰。
在一些实施例中，ECM至VCU的接口 142包括专用CAN线路204以在ECM和VCU之 间传递通知，且反之亦然。专用CAN线路204可以是可促进更大的带宽并可减少来自外部 源的电磁干扰的双绞线连接。由ECM传递的通知可包括发送至VCU的ECM状态信息和ECM 指令信息。在一个示例配置中，ECM可每90度曲轴转角(CA)向VCU发送ECM状态信息 通知或在16ms的周期中至少发送一个通知。在一个示例中，ECM状态信息可包括VCU启 用信号、汽缸信号、发动机速度信号、发动机负载信号、和ECMTDC计数信号。此外，ECM 可每90度CA或根据安排/更新用于启动和发动机低转速的进气门打开/进气门关闭事件的 需要向VCU发送ECM指令信息通知。在一个示例中，ECM指令信息可包括用于每个进气门 的气门模式信号、用于每个进气门的进气门打开目标角信号、和用于每个进气门的进气门 关闭目标角信号。此外，这些由VCU传输的通知可包括发送至ECM的VCU模块状态信息和VCU汽缸状 态信息。在一个示例配置中，VCU每90度CA向ECM发送VCU模块状态通知，或者在最长 16ms的周期内发送至少一个通知，或者收到VCU就绪信号、同步状态信号或气门关闭退 化信号的改变后立刻发送通知。在一个示例中，VCU模块状态信息可包括VCU就绪信号、 同步状态信号、CPS状态信号、CAM状态信号、动力供应状态信号、温度状态信号、气门 关闭退化信号、VCUTDC计数信号、以及VCU动力信号。此外，VCU可每90度CA向ECM 发送VCU汽缸状态信号。在一个示例中，VCU汽缸状态信号可包括用于每个进气门的气门 状态信号、用于每个进气门的进气门打开误差信号、和用于每个进气门的进气门关闭误差 信号。
ECM至VCU的接口 142可包括复合上止点(TDC )线路206,该复合TDC线路206可 从ECM向VCU传输包括汽缸单TDC标识符的修改或复合TDC信号。可釆用复合TDC信号作 为在CPS信号线路和/或车辆CAN系统退化的情况下的备用信号。在一些实施例中，复合 TDC信号可通过单线传输。图3中显示了一个复合TDC信号脉冲群示例，并将在下面进一 步详细讨论。
在一些实施例中，可利用对发动机的每个汽缸组采用两个或更多凸轮轴的V型发动 机配置。通过这种配置，可基于两个相应于各自汽缸组的进气门的CAM信号生成复合TDC 信号。通过使用两个CAM信号以生成复合TDC信号，VCU与ECM的同步可在少于相较于由 单CAM信号生成的复合TDC信号的一半大小的发动机角度下完成。通过这种方式，可减少 用于完成同步的时间量。迅速同步对冷启动过程有显著的应用或益处。此外，应了解在一 些实施例中，可基于相应于用于控制发动机汽缸进气门的汽缸凸轮轴的数量的合适数量的 CAM信号生成复合TDC信号。在一些实施例中，可基于不同的CAM信号生成多重复合TDC信号。
ECM至VCU的接口 142可包括VCU状态线路208,该线路可从VCU向ECM传输指示 VCU是否运转且与ECM同步的状态信息。特别地，VCU可计算从ECM发送至VCU的复合TDC 信号的内部版本。VCU可通过VCU状态线路208向ECM传输内部计算的复合TDC脉冲群。 下面将参考图4对VCU生成的复合TDC信号进一步详细描述。
此外，应了解，ECM或VCU可比较并计算TDC信号的相位调整以确定ECM和VCU在 校准的相位中同步。应了解，上述的比较可以为一个信号边缘相对于另一个信号边缘发生 的分析，且该比较可基于时间或位置。下面将参考图5对ECM至VCU的同步和误差检测作 进一步详细讨论。可利用VCU状态信号作为专用CAN线路退化情况下的备用信号。
在一些实施例中，VCU状态信号可通过单线传输。通过使用ECM与VCU之间接口的 专用控制信号线路发送含有汽缸标识的脉冲群，可以精确并稳健的方式执行控制模块之间 的同步监测，其可导致改善了的进气门控制精度。此外，由于该信号线路可用于在CPS 和/或专用CAN信号线路退化的情况下识别曲轴转角和汽缸位置，利用复合TDC和VCU状 态信号可使接口更加稳健。ECM至VCU的接口 142可包括气门关闭退化(VCD)线路210,该线路可向ECM传输 由VCU探测的气门关闭退化信号。响应于接收VCD信号，ECM可调整燃料和火花操作以考 虑到VCD。在一个示例中，VCU可通过4个专用信号线路向发动机控制模块(ECM)传输气 门关闭退化(VCU)信号。可使用4根单线从VCU向ECM传输VCD信号。在八缸发动机的 情况下，每个VCD信号线路可用于为两个汽缸传输VCD信号。此外，紧随着VCU在一个或 多个进气门上探测VCD, VCU可保持与具有VCD的汽缸相关联的VCD信号线路为低直至从 ECM接收到火花/燃料停用的通知。这确认了具有VCD的汽缸已停用火花和燃料。在替换 例中，VCU可清除VCD。另外，在标准运转中，VCU可保持信号线路为高。
在一个示例配置中，在八缸发动机系统中，VCU可通过专用CAN连接向ECM传输识 别具有VCD或VCD信号线路退化(例如带有开路、对地短路或与电源短接的信号线路退化) 的汽缸的通知。通过CAN发送的VCD通知可包括八个比特，每个汽缸一个比特，其中如果 没有气门关闭或信号线路退化则将每个比特设为0,如果存在气门关闭或信号线路退化则 将比特设为1。此外，ECM可接收并处理VCU的VCD信号CAN通知以停用具有设为1的比 特的汽缸上的火花和燃料。ECM在由VCU的VCD信号CAN通知识别的汽缸上停用燃料和火 花后，ECM可向VCU发送火花/燃料停用CAN通知。ECM火花/燃料停用通知可与VCU的VCD 信号CAN通知具有相同的结构，例如每个汽缸一个比特，而如果已在某汽缸上停用燃料和 火花，则其比特设为1。
ECM至VCU的接口 142可包括可从ECM向VCU传输指示触发点火的信号的接通信号 线路212。可利用接通信号启动VCU系统，这样VCU可以在启动后合适的时间段内从ECM 接收并传递气门驱动指令。随着基于接通信号VCU的启动之后，VCU可向ECM发送VCU就 绪信号。
应了解，在一些ECM至VCU的接口的实施例中，可省略多个信号或信号线路，且/ 或可在ECM与VCU之间发送附加信号、信号线路和/或通知以提供对气门运转和相应反馈 的控制。
图3显示了位置指示信号的示例脉冲群，特别地，显示了由ECM生成并通过复合TDC 线路206 (参见图2)从ECM发送至VCU的复合TDC信号。在图示例中，复合TDC信号每 90度CA含有一个上升边缘，其比每个汽缸的TDC早36度CA发生。另外，每个脉冲宽度 均为30度，除了与一号汽缸的TDC对齐的脉冲的宽度为60度CA。宽度为60度CA的脉 冲可用于识别一号汽缸的TDC。因此，第一号汽缸脉冲的下降边缘可比压缩冲程的TDC迟 24度CA发生，而其它汽缸脉冲的下降边缘可比压缩冲程的TDC早6度CA发生。通过增
加相应于第 一号汽缸的脉冲的宽度，可轻易识别出汽缸且可改进系统性能监测(例如气门 正时)精确性。在CPS信号线路与车辆CAN连接中的一个或两者同时退化的情况下，复合 TDC脉冲群可作为曲轴位置信号(CPS)和包括在CAN通知信号中的一号汽缸标识符的备 用。
如上所述，VCU可通过VCU状态信号线路"8(参见图2)向ECM发送VCU状态信号，该线路208可向ECM提供进气门的运转反馈。在一个示例中，可使用控制策略以利用来自 VCU的反馈来检查ECM与VCU同步的误差。特别地，VCU可基于VCU的内部汽缸正时来内 部计算脉冲群，且可包括与由图3中所示的ECM生成的复合TDC脉冲群相同的脉冲群特征。 随着从ECM接收复合TDC信号后，VCU可向ECM发送VCU状态信号。如图4中所示，VCU 状态信号可生成与复合TDC信号相同的脉冲群，除了 VCU状态信号可能脱离相位。该相位 移可导致VCU与ECM之间的同步误差。该相位移和/或同步误差可以归因于例如VCU软件 误差、CPS信号处理误差和/或VCU硬件退化。
ECM生成的复合TDC信号脉冲群显示为实线，而VCU状态脉冲群显示为虛线。每个 各自的脉冲群可指示各相对应的控制模块的内部正时。因此，给定复合TDC信号和VCU 状态信号，ECM或VCU均可以通过计算这两个信号的相位移并扣除传输延迟值来测量VCU 与ECM的同步。
尽管图4显示了 VCU状态信号在所有汽缸上脱离了相位，应了解，VCU可以与逐釭 基础上的ECM不同步，其可导致VCU与ECM同步误差。在一些例子中，会发生导致单个汽 缸或汽缸子群与ECM燃料和火花指令不同步的VCU同步误差。
图5说明了检测ECM和VCU之间同步误差的方法的一个实施例，其可用于如上所述 的iEVA发动机系统。在502处，该方法包括从ECM向VCU发送复合TDC信号。该复合TDC 信号可包括指示曲轴位置的脉冲群且可包括一号汽缸标识符脉冲。图3中显示了复合TDC 信号的示例。
在504处，该方法可包括在ECM从VCU接收VCU状态信号。VCU状态信号可为发送 至VCU的复合TDC信号的映象。即，虽然时间上有延迟，VCU状态信号可与复合TDC信号 相同。然而，可基于VCU的内部时钟计算VCU状态信号。因此，VCU状态信号可以基于两 个控制模块间正时的不同或其它内部软件和/或硬件的退化而与ECM的复合TDC信号相位 移动或脱离相位。
在506处，该方法可包括将复合TDC信号和VCU状态信号之间的相位移与可校准阈 值限制相比较。在该方法的一个示例中，因为气门升程的最短持续时间可基于发动机转速 而改变，因此可基于发动机转速校准阈值限制。例如，在低发动机转速时(这样有效最小 气门开启持续时间可相对于曲轴转角更短),在ECM复合TDC信号后相位移90度CA的VCU
状态信号脉冲群可以不导致气门关闭退化，因为进气门可在点火之前关闭。另一方面，在 高发动机转速时(最小气门开启持续时间可相对于曲轴转角更长)，在ECM复合TDC信号 后相位移90度CA的VCU状态信号脉冲群可导致气门关闭退化，因为进气门可在点火时打 开。应了解，上述比较可以为一个信号边缘相对于另一信号边缘发生，且该比较可以基于 时间或活塞。如果确定ECM脉冲群和VCU脉冲群之间的相位移超出了阈值限制，则方法继 续至50S。否则，如果确定ECM脉冲群与VCU脉冲群之间的相位移在阈值限制之内，则方 法结東。
在508处，该方法可包括基于相位移的VCU脉冲群确定气门退化是否可能发生。作为一个示例，气门退化可用气门轨道误差来表示。即，气门可能不遵循所需的轨迹并可能
在发动机点火时没有关闭。在一些实施例中，可由逐缸基础上的vcu确定气门关闭退化。
VCU可通过专用CAN通知向ECM发送气门关闭退化信息。如果确定气门关闭退化可能发生， 则方法继续至510。否则，如果确定气门关闭退化不可能发生，则方法移动至514。
在510处，方法可包括切断传输给其内可能会发生气门关闭退化的汽缸的火花和/ 或燃料。通过切断至汽缸的火花和/或燃料，可避免燃烧，从而例如通过避免进入进气口 的逆火降低噪音、振动和不舒适度(NVH)效果。
在512处，该方法可包括重新同步VCU和ECM。在一个示例中，可基于从ECM发送 的复合TDC信号重置VCU内部时钟。通过重新同步VCU和ECM,可改善进气门控制精确性 并可降低进气门控制退化。
在514处，该方法可包括调整进气门的气门正时以补偿相位移。在一些例子中，可 在逐缸基础上调整气门正时以修正相应于独立汽缸或汽缸子群的同步误差。应了解，在一 些情况下，可不调整气门正时。
在一些实施例中，可在VCU而非ECM中确定同步误差。如果在VCU之中计算VCU至 ECM的同步误差，则可通过CAN连接将结果值传输至ECM以允许ECM处理该信息用于发动 机控制目的，例如切断燃料和/或火花。
应注意，本文中描述的信号正时为示例性而非意图限制本描述的范围或广度。还应 注意，此处包括的示例性控制和估算程序可用于多种发动机和/或车辆系统配置。此处描 述的具体程序可表现为任意数量处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、'多线程等) 中的一个或多个。这样，可以以所说明的顺序同时实现所说明的多种行为、运转或功能， 或在一些情况下有所省略。同样，处理的顺序也并非达到此处所描述的实施例的特征与优 势所必需，而只是为了说明及描述的方便。根据使用的特殊策略，可重复实现一个或多个 说明的行为或功能。而且所描述的动作可清楚地表示代码，该代码可编程于发动机控制系 统的计算机可读存储介质中。
应了解，此处公开的配置与程序实际上为示例性，且这些具体实施例不可认定具有 限制意义，因为可能存在多种变形。例如，上述技术可应用于V-6、 1-4、 1-6、 V-12、对 置4缸、和其他发动机类型。本发明的主旨包括所有多种系统与配置以及其它特征、功能 和/或此处公开的性质的新颖且非显而易见的组合与子组合。
下列权利要求特别地指出了某些认作新颖且非显而易见的组合与子组合。这些权利 要求可能涉及"一个"元件或"第一个"元件或其类似。这种权利要求应理解为包括一个 或多个这种元件的结合，既不强求也不排除两个或更多这种元件。可通过对本发明权利要 求的修正或通过本申请或相关申请表述的权利要求对公开的特征、功能、元件和/或性质 的其它组合和子组合要求保护。这种权利要求，无论更宽、更窄、相同、或与初始权利要 求范围不同，均被认为包括在本发明的主旨中。
权利要求
1.一种用于控制带有电磁气门驱动的多汽缸内燃发动机的系统，包含至少一个带有发动机汽缸气门的汽缸；可运转地连接至发动机汽缸气门的第二控制器，所述第二控制器配置用于调整所述发动机汽缸气门的气门打开正时和关闭正时中的至少一个；和通过第一连接和第二连接与所述第二控制器连接的第一控制器，其中所述第一控制器配置用于通过第一连接向所述第二控制器发送发动机位置指示信号并通过第二连接从所述第二控制器接收状态信号，且其中所述第一控制器输出响应发动机位置指示信号和状态信号之间同步误差的同步退化信号。
2. 根据权利要求l所述的系统，其中所述发动机位置指示信号为复合上止点信号。
3. 根据权利要求2所述的系统，其中所述状态信号为逐缸基础上的所述第二控制器 的内部正时的复合上止点信号的映象。
4. 根据权利要求2所述的系统，其中所述内燃发动机为具有不同汽缸组的V型发动 机，且其中基于多个凸轮轴位置信号生成所述复合上止点信号，所述多个凸轮轴位置信号 中的至少两个相应于内燃发动机的不同汽缸组。
5. 根据权利要求l所述的系统，其中如果发动机位置指示信号发生退化，则可通过 比较内部的第一控制器发动机位置指示信号边缘正时与状态信号边缘正时同步第二控制 器和第一控制器。
6. 根据权利要求l所述的系统，其中如果状态信号退化，则可通过比较第二控制器 内部的发动机正时和发动机位置指示信号的边缘正时同步第二控制器和第一控制器。
7. 根据权利要求l所述的系统，其中如果发动机位置指示信号和至少一个状态信号 退化，则汽缸标识符正时可从第二控制器传输至第一控制器，且第一控制器可拾测第二控 制器和第一控制器之间的同步误差。
8. 根据权利要求l所述的系统，进一步包含配置用于基于同步退化信号调整发动机 进气门正时、发动机供应燃料、和火花点火正时中至少一个的第一控制器。
9. 根据权利要求8所述的系统，其中所述第一控制器进一步配置用于调整逐缸基础上的气门正时以修正同步误差。
10. 根据权利要求l所述的系统，其中所述第二控制器进一步配置用于调整发动机中所有的进气门以使第二控制器和第一控制器同步。
11. 一种用于控制具有至少一个使用电子气门驱动的汽缸的内燃发动机的方法，包含通过第一连接从第一控制器向第二控制器发送发动机位置指示信号；通过第二连接从第二控制器向第一控制器发送状态信号；并根据发动机位置指示信号和状态信号使第二控制器和第一控制器同步。
12. 根据权利要求ll所述的方法，其中所述发动机位置指示信号为复合上止点信号。
13. 根据权利要求ll所述的方法，其中所述状态信号为逐缸基础上的所述第二控制 器的内部正时的复合上止点信号的映象。
14. 根据权利要求ll所述的方法，进一步包含基于发动机位置指示信号和状态信号 计算同步误差，并在逐缸基础上调整至少一个汽缸的气门正时以修正同步误差。
15. 根据权利要求ll所述的方法，其中如果发动机位置指示信号发生退化，则所述 方法进一步包括可通过比较内部的第一控制器发动机位置指示信号边缘正时与状态信号 边缘正时同步第二控制器和第一控制器。
16. 根据权利要求ll所述的方法，其中如果状态信号退化，则所述方法进一步包括 通过比较第二控制器内部的发动机正时和发动机位置指示信号的边缘正时同步第二控制 器和第一控制器。
17. 根据权利要求16所述的方法，进一步包含通过控制器局域网连接从第二控制器 向第一控制器发送同步误差。
18. 根据权利要求ll所述的方法，其中如果发动机位置指示信号和状态信号退化，则该方y去进一步包含从第二控制器向第一控制器传输汽缸标识符正时，且第一控制器检测 第二控制器和第一控制器之间的同步误差。
19. 一种运转带有电磁气门驱动的多缸内燃发动机的方法，所述方法包含通过第一连接从第一控制器向第二控制器发送发动机位置指示信号； 通过第二连接从第二控制器向第一控制器发送状态信息； 计算第二控制器和第一控制器之间的同步误差；以及根据状态信息同步第二控制器和第一控制器。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述发动机位置指示为复合上止点信号。
21. 根据权利要求19所述的方法，其中所述状态信号为逐缸基础上的所述第二控制 器的内部正时的复合上止点信号的映象。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中如果所述复合上止点信号退化，则所述方法 进一步包含通过比较内部的第一控制器上止点边缘正时与所述状态信号边缘正时来同步 第二控制器和第一控制器。
23. 根据权利要求19所述的方法，其中如果所述状态信号退化，则所述方法进一步 包含通过比较第二控制器内部的发动机正时与发动机位置指示信号边缘正时来同步第二 控制器和第一控制器。
24. 根据权利要求23所述的方法，进一步包含通过控制器局域网(CAN)连接从第 二控制器向第一控制器发送同步误差。
25. 根据权利要求19所述的方法，其中如果发动机位置指示信号和状态信号退化， 则所述方法进一步包含从第二控制器向第一控制器传输汽缸标识符正时，且第一控制器探 测第二控制器与第一控制器的同步误差。
全文摘要
本发明涉及电子气门驱动发动机系统中的气门控制同步与误差检测，特别提供一种带有电磁气门驱动的多缸内燃发动机的控制系统，包含至少一个带有发动机汽缸气门的汽缸、可运转地连接至该发动机汽缸气门的第二控制器、和通过第一连接和第二连接与第二控制器相连接的第一控制器，其中所述第二控制器配置用于调整改发动机汽缸气门的气门打开和关闭正时中的至少一个，所述第一控制器配置用于通过所述第一连接向第二控制器发送发动机位置指示信号并通过第二连接从第二控制器接收状态信号，且其中所述第一控制器输出响应发动机位置指示信号和状态信号之间的同步误差的同步退化信号。本发明的系统和方法可以提高气门控制的精确性。
文档编号F02D9/02GK101408132SQ20081016592
公开日2009年4月15日 申请日期2008年9月24日 优先权日2007年10月9日
发明者亚历克斯·奥康诺·吉布斯, 内特·特拉斯克, 唐纳德·刘易斯, 布莱恩·C·摩尔赫德, 文森特·J·温斯蒂德 申请人:福特环球技术公司