專利名稱：用于接收可變凸輪正時系統(tǒng)中的過多輸入的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請要求于享有于2004年4月15日提交的題為“用于接收可變凸輪正時系統(tǒng)中的過多輸入的方法及裝置”的臨時申請No.60/562452中所公開的發(fā)明的優(yōu)先權(quán)。根據(jù)美國法典第35章119(e)款，本申請要求享有上述美國臨時申請的權(quán)益，上述申請通過引用結(jié)合于本文中。
本發(fā)明涉及可變凸輪正時(VCT)系統(tǒng)的領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及用于接收VCT系統(tǒng)中的過多輸入的包括有中斷切換和齒跳過的方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機的性能可通過采用雙凸輪軸來改進，一個凸輪軸用于操作發(fā)動機各氣缸的進氣門，另一凸輪軸用于操作排氣門。通常來說，一個這種凸輪軸由發(fā)動機的曲軸通過鏈輪和鏈條驅(qū)動或皮帶驅(qū)動來驅(qū)動，而另一個這種凸輪軸由第一凸輪軸通過第二鏈輪和鏈條驅(qū)動或第二皮帶驅(qū)動來驅(qū)動?；蛘撸瑑蓚€凸輪軸均由一個曲軸帶動的鏈條驅(qū)動或皮帶驅(qū)動來驅(qū)動。通過改變一個凸輪軸、通常是操作發(fā)動機進氣門的凸輪軸相對于另一凸輪軸和相對于曲軸的位置關(guān)系，從而可以改變發(fā)動機在進氣門相對于其排氣門的操作或其氣門相對于曲軸位置的操作方面的正時，因而可以進一步提高帶有雙凸輪軸的發(fā)動機在怠速質(zhì)量、節(jié)油、降低排氣污染或增加扭矩方面的發(fā)動機性能。
在研究本發(fā)明的背景技術(shù)時，應考慮在下述美國專利中公開的信息，這些專利全部通過引用結(jié)合于本文中。
美國專利No.5002023中介紹了一種本發(fā)明領(lǐng)域內(nèi)的VCT系統(tǒng)，其中系統(tǒng)的液壓裝置包括一對反向作用的液壓缸，其帶有適當?shù)囊簤涸赃x擇性地將液壓流體從一個缸體傳送到另一缸體中或相反，從而提前或延遲凸輪軸相對于曲軸的周向位置?？刂葡到y(tǒng)采用了控制閥，其中通過使閥內(nèi)的柱塞從其中心位置或零位向一邊或另一邊移動，可允許液壓流體從一個或另一個反向作用的缸體中排出。柱塞的運動響應于柱塞一端處的控制液壓PC的增大或減小以及作用在此端部上的液壓力和由壓縮彈簧而引起的作用在另一端上的反向機械力之間的關(guān)系而發(fā)生。
美國專利No.5107804中介紹了一種本發(fā)明領(lǐng)域內(nèi)的另一類型的VCT系統(tǒng)，其中系統(tǒng)的液壓裝置包括位于密封外殼內(nèi)的具有凸角的葉片，其代替了在上述美國專利No.5002023中公開的反向作用的液壓缸。葉片相對于外殼擺動，并帶有適當?shù)囊簤涸詫⑼鈿?nèi)的液壓流體從凸角的一側(cè)傳送到另一側(cè)或相反，從而使葉片相對于外殼沿一個方向或另一方向擺動，其作用能有效地提前或延遲凸輪軸相對于曲軸的位置。此VCT系統(tǒng)的控制系統(tǒng)與美國專利No.5002023中公開的相同，其采用響應于作用于其上的相同類型的作用力的相同類型的柱塞滑閥。
美國專利No.5172659和No.5184578中均致力于解決因試圖平衡施加在柱塞一端上的液壓力和施加在另一端上的機械力而引起的上述類型VCT系統(tǒng)的問題。在美國專利No.5172659和No.5184578中公開的改進的控制系統(tǒng)利用作用在柱塞兩端上的液壓力。一端上的液壓力是在最大液壓PS下由發(fā)動機潤滑油道直接施加的液壓油所引起的。柱塞另一端上的液壓力是由液壓缸或其它增力器所引起的，它們響應于較小壓力PC下來自脈寬調(diào)制(PWM)螺線管的系統(tǒng)液壓流體而作用在此端部上。由于柱塞兩端上的力均為基于相同液壓流體的原始液壓力，因此液壓流體的壓力或粘度的變化將自抵消，不會影響柱塞的中心位置或零位。
美國專利No.5289805提供了一種改進的VCT方法，其利用液壓PWM柱塞位置控制和適用于可產(chǎn)生高度穩(wěn)定的預定點跟蹤處理的計算機實現(xiàn)的高級控制算法。
在美國專利No.5361735中，凸輪軸具有固定在一端以用于非擺動旋轉(zhuǎn)的葉片。凸輪軸還帶有正時皮帶驅(qū)動的滑輪，其可與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)但可相對于凸輪軸擺動。葉片具有相對的凸角，其分別容納在滑輪的相對凹腔中。凸輪軸可響應于在其正常操作期間所經(jīng)歷的扭矩脈沖而變化，并通過選擇性地阻擋或允許機油從凹腔中流出而可被提前或延遲，這是通過響應于來自發(fā)動機控制單元的信號來控制柱塞在控制閥的閥體內(nèi)的位置而實現(xiàn)的。柱塞被旋轉(zhuǎn)-直線運動轉(zhuǎn)換裝置沿給定方向推動，此轉(zhuǎn)換裝置由電動機、最好是步進電動機帶動旋轉(zhuǎn)。
美國專利No.5497738顯示了一種控制系統(tǒng)，其可消除上述VCT系統(tǒng)的實施例所采用的在最大液壓PS下由發(fā)動機潤滑油道直接施加的液壓流體所引起的柱塞一端上的液壓力。排放柱塞的另一端上的力是由響應于監(jiān)控各種發(fā)動機參數(shù)的發(fā)動機控制單元(“ECU”)所發(fā)出的電信號而直接作用在其上的機電執(zhí)行機構(gòu)、最好是可變力螺線管型執(zhí)行機構(gòu)所引起的。ECU從傳感器中接收對應于凸輪軸和曲軸位置的信號，并利用此信息來計算相對相位角。最好采用可校正任何相位角誤差的閉環(huán)反饋系統(tǒng)。采用可變力螺線管解決了反應緩慢的動態(tài)響應的問題。這種裝置可設計成與柱塞滑閥的機械響應一樣快，并比傳統(tǒng)的(完全液壓)差壓控制系統(tǒng)快得多。這種更快的響應允許使用較高的閉環(huán)增益，使得系統(tǒng)對部件誤差和操作環(huán)境的敏感性更低。
美國專利No.5657725顯示了一種控制系統(tǒng)，其利用機油壓力來促動。系統(tǒng)包括一個凸輪軸，其具有固定在一端以便與之非擺動地旋轉(zhuǎn)的葉片。凸輪軸還具有外殼，其可與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)并可與凸輪軸一起擺動。葉片具有相對的凸角，其分別容納在外殼的相對凹腔中。凹腔具有比凸角更大的周向范圍，以允許葉片和外殼相互間相對擺動，從而允許凸輪軸的相對于曲軸的相位發(fā)生變化。凸輪軸可響應于在其正常操作期間所經(jīng)歷的機油壓力和/或凸輪軸扭矩脈沖而變化，并通過選擇性地阻擋或允許機油從凹腔中經(jīng)回油管路流動而可被提前或延遲，這是通過響應于來自發(fā)動機控制單元的代表發(fā)動機操作狀態(tài)的信號來控制柱塞在柱塞滑閥的閥體內(nèi)的位置而實現(xiàn)的。通過響應于來自發(fā)動機控制單元的信號來控制柱塞相對端上的液壓負載，可以選擇性地定位柱塞。可將葉片偏壓到一個極限位置，從而在旋轉(zhuǎn)期間為凸輪軸所承受的單向作用的摩擦力矩提供反作用力。
美國專利No.6247434顯示了一種由機油促動的多位置可變凸輪軸正時系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，在凸輪軸上固定了輪轂以與凸輪軸同步旋轉(zhuǎn)，外殼圍繞著輪轂并可與輪轂和凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)，并在預定的旋轉(zhuǎn)角度內(nèi)相對于輪轂和凸輪軸擺動。驅(qū)動葉片徑向地設置在外殼內(nèi)并與輪轂的外表面相配合，而從動葉片徑向地設置在輪轂內(nèi)并與外殼的內(nèi)表面相配合。鎖定裝置響應于油壓而防止外殼和輪轂之間的相對運動?？刂蒲b置控制外殼相對于輪轂的擺動。
美國專利No.6250265顯示了一種用于內(nèi)燃機的帶有執(zhí)行機構(gòu)鎖定的可變氣門正時系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括可變凸輪軸正時系統(tǒng)，其包括具有葉片的凸輪軸，葉片固定在凸輪軸上以與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)但不能相對于凸輪軸擺動。葉片具有周向延伸的多個凸角，其從葉片上徑向向外突出并被環(huán)形外殼所圍繞，外殼具有相應數(shù)量的凹腔，各凹腔可容納一個凸角并具有比容納于其中的凸角的周向范圍更大的周向范圍，從而允許外殼在與凸輪軸和葉片一起旋轉(zhuǎn)的同時相對于葉片和凸輪軸擺動。外殼相對于葉片和凸輪軸的擺動由各凹腔中凸角各側(cè)的高壓機油促動，此凹腔中的油壓最好部分地來自于凸輪軸操作過程中在其旋轉(zhuǎn)時的凸輪軸的扭矩脈沖。環(huán)形鎖定板與凸輪軸和環(huán)形外殼同軸地設置，并可相對于環(huán)形外殼沿凸輪軸的縱向中心軸線在第一位置和第二位置之間運動，在第一位置中鎖定板與環(huán)形外殼相接合以防止環(huán)形外殼相對于葉片的周向運動，在第二位置中允許環(huán)形外殼相對于葉片周向運動。鎖定板被彈簧朝向其第一位置偏壓，在機油壓力足夠高以克服彈簧的偏壓力時，鎖定板被機油壓力朝向其第二位置而推離其第一位置，在第二位置處鎖定板暴露在通向凸輪軸的通道中，這是可改變環(huán)形外殼和葉片的相對位置的唯一時間。鎖定板的運動由發(fā)動機電子控制單元通過閉環(huán)控制系統(tǒng)或開環(huán)控制系統(tǒng)來控制。
美國專利No.6263846顯示了一種用于葉片型可變凸輪軸正時系統(tǒng)的控制閥技術(shù)。此技術(shù)包括具有凸輪軸和固定在凸輪軸上以與之一起旋轉(zhuǎn)的輪轂的內(nèi)燃機，其中外殼圍繞著輪轂并與輪轂和凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)，并可相對于輪轂和凸輪軸擺動。驅(qū)動葉片徑向向內(nèi)地設置在外殼內(nèi)并與輪轂相配合，而從動葉片徑向向外地設置在輪轂內(nèi)并與外殼相配合，它還與驅(qū)動葉片在周向上錯開以形成周向上錯開的提前腔和延遲腔。用于控制外殼相對于輪轂的擺動的結(jié)構(gòu)包括電子的發(fā)動機控制單元，提前控制閥可響應于電子的發(fā)動機控制單元并調(diào)節(jié)進出提前腔的機油壓力。響應于電子的發(fā)動機控制單元的延遲控制閥可調(diào)節(jié)進出延遲腔的機油壓力。提前通道與提前控制閥和提前腔之間的機油壓力相連通，而延遲通道與延遲控制閥和延遲腔之間的機油壓力相連通。
美國專利No.6311655顯示了一種具有安裝在葉片上的鎖定活塞裝置的多位置可變凸輪正時系統(tǒng)。在此專利中介紹了具有凸輪軸和可變凸輪軸正時系統(tǒng)的內(nèi)燃機，其中轉(zhuǎn)子固定在凸輪軸上并可相對于凸輪軸旋轉(zhuǎn)而不能擺動。圍繞著轉(zhuǎn)子的外殼可與轉(zhuǎn)子和凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)，并可在完全延遲位置和完全提前位置之間相對于轉(zhuǎn)子和凸輪軸擺動。鎖定結(jié)構(gòu)可防止轉(zhuǎn)子和外殼之間的相對運動，其安裝在轉(zhuǎn)子或外殼中的一個上，并在完全延遲位置、完全提前位置和它們之間的位置中分別與轉(zhuǎn)子或外殼中的另一個可釋放地接合。鎖定裝置包括鎖定活塞，其具有終止于其一端的鍵，鎖定裝置還包括與鍵相對地安裝在鎖定活塞上的鋸齒，用于將轉(zhuǎn)子互鎖在外殼上?？刂平Y(jié)構(gòu)可控制轉(zhuǎn)子相對于外殼的擺動。
美國專利No.6374787顯示了一種由機油壓力促動的多位置可變凸輪軸正時系統(tǒng)。在凸輪軸上固定了輪轂以與凸輪軸同步旋轉(zhuǎn)，外殼圍繞著輪轂并與輪轂和凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)，并在預定的旋轉(zhuǎn)角度內(nèi)相對于輪轂和凸輪軸擺動。驅(qū)動葉片徑向地設置在外殼內(nèi)并與輪轂的外表面相配合，而從動葉片徑向地設置在輪轂內(nèi)并與外殼的內(nèi)表面相配合。鎖定裝置響應于油壓而防止外殼和輪轂之間的相對運動?？刂蒲b置控制外殼相對于輪轂的擺動。
美國專利No.6477999顯示了具有固定在其一端以一起非擺動地旋轉(zhuǎn)的葉片的凸輪軸。凸輪軸還帶有鏈輪，其可與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)但可相對于凸輪軸擺動。葉片具有相對的凸角，其分別容納在鏈輪的相對凹腔中。凹腔具有比凸角更大的周向范圍以允許葉片和鏈輪相對地擺動。凸輪軸相位可響應于在其正常操作期間所經(jīng)歷的脈沖而變化，并通過選擇性地阻擋或允許高壓液壓液體、最好是機油從凹腔中流出而只沿給定方向變化，即提前或延遲，這是通過控制柱塞在控制閥的閥體內(nèi)的位置來實現(xiàn)的。鏈輪具有從中穿過的通道，此通道平行于凸輪軸旋轉(zhuǎn)的縱向軸線并與之間隔開。銷在通道內(nèi)滑動，并可被彈簧彈性地推動到銷的自由端延伸超過通道的位置。葉片還帶有具有凹穴的板，凹穴與預定鏈輪到凸輪軸定向中的通道對齊。凹穴容納了液壓流體，當流體壓力處于其正常操作水平時，在凹穴中存在有足夠的壓力，使銷的自由端保持不進入到凹穴中。然而在較低的液壓下時，銷的自由端會進入到凹穴中，并將凸輪軸和鏈輪一起鎖定在預定的方位中。
已公布的美國專利申請No.20030230264講述了一種用于補償內(nèi)燃機中的可變凸輪正時的方法。該方法包括a)提供周期性的曲柄脈沖信號；b)提供周期性的凸輪脈沖信號；c)確定內(nèi)燃機發(fā)動機轉(zhuǎn)速會引發(fā)Z相位值的易失性變化的段；d)將所述段分成子段；以及e)計算子段內(nèi)的多個點的Z相位值。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中包含了一種可提供增加的靈活性來測量旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動態(tài)范圍的方法。
在必須通過聯(lián)接裝置如正時帶或正時鏈來使相互間相當一致地旋轉(zhuǎn)的部件轉(zhuǎn)動的裝置中，控制器設置成可接收來自可檢測各個旋轉(zhuǎn)部件的圓周上的特性的一組傳感器的更新，提供了一種方法以用來在較低轉(zhuǎn)速下增加更新的數(shù)量，并在較高轉(zhuǎn)速下減少更新的數(shù)量。
提供了一組用于嵌入式控制VCT系統(tǒng)的輸入捕獲方法，因此將最佳量的由一組傳感器生成的信息輸入到控制器中。
提供了一種方法和裝置，使得可提供用于更新輸送到嵌入式微處理器上的信息率的靈活手段。
提供了用于從一組可得信息中選出由一組相關(guān)脈沖輪生成的信息的方法和裝置。
本發(fā)明包含了一種方法，其提供了增加的靈活性來測量旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動態(tài)范圍，其中不存在改變現(xiàn)有硬件的需要，僅僅改變適合于將計算機程序產(chǎn)品應用到機器上的方法便可在多個發(fā)動機轉(zhuǎn)速下對用于微控制器的信息選擇進行優(yōu)化。
因此，提供了一種方法，其包括步驟提供第一旋轉(zhuǎn)部件；提供適當?shù)亟雍系降谝恍D(zhuǎn)部件上的第二旋轉(zhuǎn)部件；提供一組傳感器，其設置成可分別檢測沿著第一部件和第二部件圓周的特性的變化；提供控制器，其用于接收傳感器所檢測到的信息；確定旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)速度；選擇性地使用所檢測到的信息，從而在不同的旋轉(zhuǎn)速度下使用不同量的所檢測信息。


圖1顯示了用于VCT系統(tǒng)的反饋回路。
圖2顯示了圖1所示控制規(guī)則的其中一個實施例。
圖3顯示了安裝在四氣門式發(fā)動機中的可變凸輪正時(VCT)裝置的結(jié)構(gòu)的示意性圖示。
圖4顯示了一對不同的齒輪。
圖5顯示了速度點周圍的滯后帶。
圖6顯示了本發(fā)明的齒輪。
圖7a顯示了本發(fā)明的具有第一標定(齒)的齒輪。
圖7b顯示了本發(fā)明的具有第二標定(齒)的齒輪。
圖8顯示了本發(fā)明的流程圖。
示例性實施例的描述這一部分包含了對本發(fā)明、包括本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述，以便理解本發(fā)明。應當注意到，這些實施例僅僅是描述了本發(fā)明。本發(fā)明的權(quán)利要求部分定義了法律所授予的產(chǎn)權(quán)的界限。
參見圖1，圖中顯示了可適用于本發(fā)明的反饋回路11。應當注意到，本發(fā)明也可應用于其它的結(jié)構(gòu)。反饋回路11的控制目標是使滑閥處于零位中。換句話說，該目標是使相位器(未示出)的兩個流體保持腔之間沒有流體流動，使得VCT機構(gòu)處于由設定點12給定的相位角下，同時柱塞14固定在其零位。這樣，VCT機構(gòu)處在正確的相位上，并且相位變化率為零。采用利用了VCT機構(gòu)的動態(tài)的控制計算機程序產(chǎn)品來實現(xiàn)以上狀態(tài)。
通過測量凸輪軸相移θ016，并將其與所需的設定點12相比較來實現(xiàn)VCT閉環(huán)控制機構(gòu)。接著調(diào)節(jié)VCT機構(gòu)，使得相位器實現(xiàn)由設定點12所確定的位置?？刂埔?guī)則18將設定點12與相移θ016進行比較。采用比較結(jié)果作為發(fā)送指令給螺線管50以對柱塞14進行定位的基準。當相位誤差(設定點12與相移θ016之間的差異)不為零的時候，進行柱塞14的這種定位。
如果相位誤差為負(延遲)，則柱塞14朝向第一方向(例如右邊)運動，如果相位誤差為正(超前)，則柱塞14朝向第二方向(例如左邊)運動。應當注意到，利用當前相位測量模式所測得的延遲給出較大值，而超前產(chǎn)生較小值。當相位誤差為零時，VCT相位等于設定點12，因此柱塞14被保持在零位，使得在滑閥內(nèi)沒有流體流動。
VCT系統(tǒng)中的凸輪軸和曲軸測量脈沖分別由凸輪軸脈沖輪22和曲軸脈沖輪24來產(chǎn)生。當曲軸(未示出)和凸輪軸(同樣未示出)旋轉(zhuǎn)時，輪22和24隨同它們一起旋轉(zhuǎn)。輪22和24具有齒，其可由傳感器根據(jù)傳感器所產(chǎn)生的測量脈沖來檢測和測量。測量脈沖分別由凸輪軸測量脈沖傳感器22a和曲軸測量脈沖傳感器24a來檢測。所檢測到的脈沖被相位測量裝置26使用。然后確定測量相位之差。凸輪軸與曲軸之間的相位被定義為連續(xù)曲柄-凸輪脈沖的時間除以一整轉(zhuǎn)的時間并乘以360度。所測得的相位可表示為θ016。該相位然后提供給控制規(guī)則18，用于實現(xiàn)所需的柱塞位置。控制器10可設定為包括控制規(guī)則18和相位測量26。另外，控制器10可以訪問用來存儲數(shù)據(jù)和指令的存儲器28。存儲器28可位于控制器10的內(nèi)部，或者位于控制器10的外部。
閉環(huán)11的控制規(guī)則18在美國專利No.5184578中有介紹，該專利通過引用結(jié)合于本文中。在圖2中顯示了控制規(guī)則的簡化描述。測得相位26首先在方框30處接受控制規(guī)則18的處理，在該處進行比例積分(PI)處理。PI處理是兩個子處理之和。第一子處理包括放大；而第二子處理包括積分。測得相位還在方框32處接受相位補償，其中在發(fā)出控制信號以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)、在本示例中為可變力螺線管之前，對控制信號進行調(diào)節(jié)以便提高整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
參見圖3，圖中顯示了安裝在合適車輛(未示出)上的四氣門式發(fā)動機40中所安裝的可變凸輪正時(VCT)裝置的結(jié)構(gòu)的示意性圖示。發(fā)動機40設有進氣凸輪軸41、排氣凸輪軸42、作為第二執(zhí)行機構(gòu)的安裝在進氣凸輪軸41上的第一相位器43(以下簡稱為“第一VCT”)、曲軸45、作為第一執(zhí)行機構(gòu)的安裝在凸輪軸42上的第二可變氣門正時機構(gòu)(未示出，以下簡稱為“第二VCT”)，等等。
發(fā)動機40具有氣缸體(未示出)、牢固地設置在氣缸體上的氣缸蓋(未示出)，以及固定在氣缸體下側(cè)上的油盤(未示出)。油盤在其中儲存了油，這些油作為潤滑油而提供給發(fā)動機40的各個部分，并且還作為液壓控制流體而提供給上述VCT 43。氣缸體包括多個氣缸50(只顯示了一個)，每個氣缸具有一個燃燒室50a。曲軸45由氣缸體和軸承蓋(未示出)可旋轉(zhuǎn)地支撐。各氣缸50具有位于其中的活塞51，其通過連桿52連接在曲軸45上。根據(jù)空/燃混合氣在燃燒室50a內(nèi)的燃燒，活塞51在上-下方向上運動，因此曲軸45旋轉(zhuǎn)。
氣缸蓋包括與各個氣缸50相對應的多個進氣門53和排氣門54。另外，氣缸蓋設有均與燃燒室50a連通的進氣口(未示出)和排氣口(未示出)。各進氣口連接在進氣通道(未示出)上，各排氣口連接在排氣通道(未示出)上。設置在進氣通道中的節(jié)氣門(未示出)調(diào)節(jié)從進氣口經(jīng)進氣通道而引入到燃燒室50a中的進氣量。
曲軸皮帶輪39在其前端部處(在圖3中的左端部)連接在曲軸45上，而凸輪鏈輪60，68分別在其前端部處連接在凸輪軸41，42上。正時帶37安裝成環(huán)繞在曲軸皮帶輪39和凸輪鏈輪60，68上。因此，扭矩通過曲軸皮帶輪39和正時帶37而從曲軸45傳遞到凸輪鏈輪60，68上。這樣傳遞到凸輪鏈輪60，68上的扭矩還被傳遞到凸輪軸41，42上。
進氣凸輪軸41和排氣凸輪軸42各自具有多對凸輪57和58。組成各對的凸輪57或58分別在沿著進氣凸輪軸41或排氣凸輪軸42的軸向上相互間間隔開一段預定的距離。凸輪57，58分別根據(jù)凸輪軸41，42來往復式地驅(qū)動進氣門53和排氣門54。進氣門53和排氣門54分別根據(jù)凸輪57，58的往復運動來打開或關(guān)閉進氣口和排氣口。
在不同的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，曲軸和凸輪軸在不同的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。分別連接在曲軸和凸輪軸上的傳感器輪與軸一起在不同的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。作為示例，回過來參見圖1，凸輪軸測量脈沖傳感器22a和曲軸測量脈沖傳感器24a根據(jù)凸輪軸脈沖輪22和曲軸脈沖輪24的轉(zhuǎn)動和結(jié)構(gòu)來檢測和產(chǎn)生脈沖。可以看到，在較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，在固定的周期如一個周期內(nèi)產(chǎn)生了較少的脈沖。周期可以是可描繪出一個或多個凸輪軸與曲軸接合時曲軸脈沖與凸輪脈沖之間的關(guān)系、如圖3所示關(guān)系的任何合適的時間間隔。另一方面，在較高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，在固定的周期內(nèi)產(chǎn)生了更多的脈沖。但控制器如發(fā)動機控制單元(ECU)或VCT控制器通常以這樣的方式來設計或設置，使得對于預定的周期如該固定周期而言需要最佳數(shù)量的脈沖信息。換句話說，在較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，控制器可能需要比傳感器所能提供的還要多的信息，或者傳感器可提供大致足夠的控制器所要求的信息。這是因為傳感器輪在較低轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。但在較高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，傳感器輪在較高轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。因此，傳感器可提供比控制器所要求的還要多的檢測信息?？梢钥吹?，有關(guān)的缺點包括控制器處理VCT系統(tǒng)不需要的信息所用的不必要的處理時間(在較高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下)。另一方面，在較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，傳感器不能產(chǎn)生足夠的信息以用于適當?shù)目刂破魈幚?。本發(fā)明提供了用于調(diào)和以上困難的一組方法。換句話說，本發(fā)明提供了用于提供大致足夠的信息給控制器以便使有最佳量的信息被提供給控制器的至少一種方法。上一句中的信息被定義為位于至少兩個接合在一起的軸上、如位于內(nèi)燃機的凸輪軸和曲軸上的脈沖輪所產(chǎn)生的信息。最佳量的信息被定義為通過適當裝置如發(fā)動機正時鏈從位于至少兩個接合在一起的軸上的脈沖輪所產(chǎn)生的信息中所選出的選定量的信息。
本發(fā)明提供了中斷切換，它是用于更新輸送到控制器如一組嵌入式微處理器中的信息率從而使控制器有效地運轉(zhuǎn)的靈活手段。大多數(shù)微處理器具有使用者可指定與之相關(guān)的時基中斷是否需要出現(xiàn)在上升脈沖沿、下降脈沖沿或此兩者上的能力。本發(fā)明提供了用于切換微處理器的配置的方法和裝置，使得在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下可接收到更多的脈沖；另一方面，在較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下從一組可選脈沖中接收較少的脈沖。脈沖沿被定義為與電脈沖序列相關(guān)的脈沖，例如被脈沖輪觸發(fā)的傳感器所生成的脈沖。本發(fā)明采用帶有齒的脈沖輪，其具有等于“負”區(qū)域的較大的“正”區(qū)域。應當注意到，這種選擇相等區(qū)域的做法僅僅是出于方便。本發(fā)明可構(gòu)思出正區(qū)域和負區(qū)域之間的不等區(qū)域。
參見圖4，設置了第一齒輪70和第二齒輪72。第一齒輪70可以是固定在凸輪軸上并與凸輪傳感器如圖1中的傳感器22a相關(guān)的脈沖輪。類似地，第二齒輪72可以是固定在曲軸上并與曲軸傳感器如圖1中的傳感器24a相關(guān)的脈沖輪。如上所述，所提到的是只需要最簡單計算的示例性情況。因此，該示例選擇了其中如圖4所示地選擇了50％脈沖周期為“正”和50％脈沖周期為“負”的第一齒輪70?？梢钥吹?，第一齒輪70具有四個均等分布的齒，其中突出部分或正區(qū)域在周長方面等于非突出部分或負區(qū)域。換句話說，第一齒輪70的圓周上的弧74等于同樣位于第一齒輪70的圓周上的弧76。
類似地，對于第二齒輪72來說，如圖4所示地選擇了50％脈沖周期為“正”和50％脈沖周期為“負”?？梢钥吹?，第二齒輪72具有兩個均等分布的齒，其中突出部分或正區(qū)域在周長方面等于非突出部分或負區(qū)域。換句話說，第二齒輪72的圓周上的弧78等于同樣位于第二齒輪72的圓周上的弧80。
第一齒輪70可以是固定在凸輪軸上的脈沖輪。第二齒輪72可以是固定在曲軸上的脈沖輪。曲軸和凸輪軸通過嚙合裝置如鏈條(未示出)而聯(lián)接或接合在一起。
然而，在本發(fā)明中，可以設想出“正”、“負”區(qū)域的分布不必是相等的，齒的間隔也不必在脈沖輪的圓周上相等地分布。在以上示例中試圖在脈沖輪上實現(xiàn)接近相等的“正”間隔和“負”間隔的原因是很重要的，因為這可以實現(xiàn)用于提供數(shù)據(jù)至控制器上的更均勻分布的更新。
在齒的正邊緣和負邊緣非常緊地靠在一起的情況下，不會得到更多的優(yōu)點，這是因為兩個更新太靠近，使得它們被控制器視為一個。
來看具有均等分布和均勻隔開的齒(50％+50％)的4齒式脈沖輪70的情況。在較低轉(zhuǎn)速下，控制器設定成在脈沖輪的上升沿和下降沿處均觸發(fā)，這是因為上升沿和下降沿的信息都可被控制器接收和使用，不會對控制器造成不必要的困難。在4齒式脈沖輪70的示例中，將每轉(zhuǎn)8個更新提供給控制器。在使用處理器內(nèi)的在固定頻率下工作的邏輯電路的情況下，這會提供更頻繁的更新，以實現(xiàn)改進的閉環(huán)控制。當轉(zhuǎn)速增加時，更新率成比例地增加，因此控制器開始得到更頻繁得多的更新。這在大多數(shù)情況下比處理器所需要的還要多，并實際上超出了與控制器相關(guān)的計算機程序產(chǎn)品的分辨能力。另外還要求控制器用過多的時間來逐個地處理這些更新。因此，本發(fā)明提供了一種用于切換控制器以便僅僅在下降沿(或上升沿)上觸發(fā)的方法和相關(guān)裝置，從而將每轉(zhuǎn)的更新數(shù)量減少一半。最終結(jié)果是，在本發(fā)明的示例性情況下，處理器只接收了4個更新。
參見圖5，在其中出現(xiàn)了同時在兩個邊沿處的觸發(fā)與僅在下降沿處的觸發(fā)之間的觸發(fā)過渡的臨界處，可對控制器計算進行任何必要的調(diào)整以便保持精度。如圖所示，x坐標代表發(fā)動機轉(zhuǎn)速，y坐標代表其中控制器從傳感器中接收選擇性信息的中斷的數(shù)量。
在點82的附近，對控制器接收所檢測信息來說只產(chǎn)生兩個中斷。滯后帶84處于點82的周圍，使得可提供足夠的余量以防止2個中斷和4個中斷之間的過多切換或轉(zhuǎn)換。例如，點82可代表1500轉(zhuǎn)/分鐘(RPM)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。提供了200RPM的中斷切換滯后帶。線段88表示控制器在曲軸每轉(zhuǎn)中接收4個中斷；而線段86表示控制器在曲軸每轉(zhuǎn)中接收2個中斷。可以看到，本發(fā)明可構(gòu)思出針對具有一定轉(zhuǎn)速(RPM)范圍的某些類型的發(fā)動機使用一個以上的滯后帶。
本發(fā)明提供了中斷切換，其允許可完全地切斷(即不選擇)被發(fā)送至控制器但不需要的所有合格中斷。在較高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，通過只對下降沿進行處理，就可提供足夠的信息給控制器，而不需要例如對用于輸入到控制器中的所檢測信息的輸入信號的上升沿進行處理。換句話說，輸入信號的上升沿未被用來中斷控制器所處理的程序產(chǎn)品的運行。因此，在控制器運行和正時非常關(guān)鍵的情況下，中斷切換可提供測量的動態(tài)范圍以及控制器內(nèi)的效率。
作為示例，在一種嵌入式VCT控制系統(tǒng)中，可以選擇凸輪軸上的4齒式脈沖輪，也可以選擇曲軸上的2齒式脈沖輪。這兩種脈沖輪都具有“正”齒區(qū)域和“負”齒區(qū)域的50％間隔，并且齒圍繞著脈沖輪的圓周上均等地隔開(如圖4所示)。由于發(fā)動機中的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度是曲軸速度的一半，因此在凸輪軸脈沖輪上采用兩倍數(shù)量的齒來保持曲軸和凸輪軸之間的脈沖頻率相等。對于相位測量方法來說，詳見美國專利No.5184578和美國專利No.5289805。美國專利No.5184578和美國專利No.5289805均通過引用結(jié)合于本文中。在較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，控制器設定成可在上升沿和下降沿上均觸發(fā)中斷，從而提供曲軸每轉(zhuǎn)4個更新。在超過了預定的速度閾值時，控制器被切換成僅在下降沿上觸發(fā)，從而提供曲軸每轉(zhuǎn)2個更新，即曲軸每旋轉(zhuǎn)一周提供兩個更新。另外，在速度閾值處，對相位計算稍微地進行修正，以便反映不同的更新率。
可對控制器進一步進行修改或改進，使得一些齒輪被控制器完全忽略。換句話說，至少一個齒被完全忽略或被跳過。齒跳過定義為涉及到使用帶有比用于適當更新率所需還要多的齒的脈沖輪時，使得至少一個齒被跳過和未使用。
一個示例可具有8齒式輪，其設置成可由傳感器檢測，并且設置成可響應于每一個齒上的中斷。然而，可能有利的是，在控制器如嵌入式處理器的程序產(chǎn)品中只是每隔一個齒地來使用計時信息，這足以實現(xiàn)優(yōu)化的控制系統(tǒng)，因此控制器只識別出有效的4齒輪，但實際上在輪上有8個齒。
以上所述可參見圖6來示出，其中描述了8齒式脈沖輪90。輪90上的齒從1至8地編號?？梢钥吹?，如果每隔一個齒被跳過，就可以實現(xiàn)這樣的結(jié)果，即其中只有編號為1、3、5和7的齒將由控制器發(fā)出指令來被傳感器92檢測到。
另外，為了提高本發(fā)明的方法的穩(wěn)固性，需要在每轉(zhuǎn)上增加一個標定齒(形式為增加的齒或缺少的齒)，這樣就可以記住何時開始新的旋轉(zhuǎn)。這就使得可以定期地驗證正在跳過正確的齒。這可參見圖7a-7b來顯示，其中描述了8+1個齒的輪94和8-1個齒的輪96。
參見圖7a，如圖所示地設置了增加的齒+1或第9齒。
參見圖7b，設置了缺少的齒，這是通過使圖7a所示齒94中的第6齒所處的區(qū)域未設有任何齒來實現(xiàn)的。
本發(fā)明將齒跳過和中斷切換結(jié)合成一個整體，從而使控制器在對具有兩個相接合的旋轉(zhuǎn)部件的系統(tǒng)進行控制時具有最佳狀態(tài)，在該系統(tǒng)中，各部件具有可被合適類型的傳感器所檢測到的特性。與中斷切換類似，本發(fā)明的齒跳過方法可用于在較低轉(zhuǎn)速下增加更新的數(shù)量，以及在較高轉(zhuǎn)速下減少更新的數(shù)量。這會是有益的，因為更新的頻率可與控制器的分辨能力相匹配，使得可以進行最精確的計算。同樣，通過使用具有比VCT系統(tǒng)的有關(guān)計數(shù)所用的還要多的齒的脈沖輪，便可在嘗試各種齒計數(shù)模式方面提供靈活性。例如，通過使用24齒式輪，就可以在每轉(zhuǎn)中計下1、2、3、4、6、8、12或24個齒。這些組合都能均分24。通過改變被計數(shù)的齒的數(shù)量，就可以擴展測量旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動態(tài)范圍，這是因為處理器的分辨能力總是被優(yōu)化，即在任何不同速度的附近都可以對所選齒之間的間隔進行優(yōu)化。
可以看到，使用標定齒有助于齒跳過的方法，這是因為齒跳過方法所不能提供的一個特征是切斷進入微控制器中的外來中斷的能力。齒跳過可在任何情況下觸發(fā)進入微控制器的中斷，然而，它要求軟件中斷處理程序在產(chǎn)生外來脈沖時加以確認，并且它需要放棄該信息。相反，同樣需要在產(chǎn)生所需齒時進行確認，并將其正確地用于計算中。因此，從這里就可以看出具有標定齒的好處，這是因為可采用標定來驗證微控制器正在放棄正確的齒。如果出現(xiàn)了同步問題，并且微處理器確實對錯誤的齒進行了計數(shù)，那么在計算中會出現(xiàn)錯誤。
本發(fā)明的齒跳過還提供了增加的靈活性來測量旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動態(tài)范圍。在不考慮進入微控制器的外來中斷的情況下，齒跳過可用于研發(fā)工作中。換句話說，可以通過選擇輪上的不同組的齒來對系統(tǒng)進行試驗。例如，如果擁有帶8齒式輪的發(fā)動機但希望評估帶4齒式輪的系統(tǒng)的性能的話，那么可以交替地跳過輪上的齒，控制器如同針對實際上的4齒式輪來工作。另外，還可在這里應用硬件中斷切換，可采用相同的示例即具有8個邊緣的4齒式輪，但出于測試目的將其切換至只有4個邊緣。
這樣的一個示例被應用到用于可變凸輪正時的嵌入式控制系統(tǒng)中，在曲軸上采用36齒式輪，在各個凸輪軸上采用8齒式輪。在曲軸輪上還設有一個缺少的齒，以便提供每轉(zhuǎn)一個的標定記號。對于36齒式曲軸脈沖輪來說，利用齒跳過來實現(xiàn)有效的曲軸每轉(zhuǎn)4個脈沖。計下1個齒，然后跳過接下來的8個齒，重復這一操作，這樣就得到了每轉(zhuǎn)4個正計數(shù)。在這種情況下并不跳過凸輪軸上的任何齒。對于相位測量方法的細節(jié)，可以參考美國專利No.5184578和美國專利No.5289805。本發(fā)明的方法提供了所需的曲軸上的4齒構(gòu)造以及凸輪軸上的8齒構(gòu)造。在申請人最近的一些研究工作中，已經(jīng)達到了可以僅僅2個齒/轉(zhuǎn)即每轉(zhuǎn)兩個齒地計數(shù)的能力，因此可在較低的更新率下工作。采用該模式的一項優(yōu)點在于，可以通過不同的組合而不必改變脈沖輪或硬件來工作，只需要采用適于將計算機程序產(chǎn)品應用到機器上的不同方法來工作，便可對不同組合的齒進行計數(shù)。
參見圖8，圖中顯示了流程圖100，其描述了適于在計算機產(chǎn)品中實施的一種方法。該方法包括102提供第一旋轉(zhuǎn)部件，以及104提供適當?shù)亟雍显诘谝恍D(zhuǎn)部件上的第二旋轉(zhuǎn)部件。該方法還包括提供一組傳感器，其設置成可分別檢測沿第一部件和第二部件的圓周上的特性的變化。采用控制器來接收傳感器所檢測到的信息。確定旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)速度。該方法提供了選擇性地使用所檢測到的信息，從而在不同的旋轉(zhuǎn)速度下使用不同量的所檢測信息。
多個點限定了鄰域如旋轉(zhuǎn)速度的范圍，其中每個點具有與該多個點中的每一個相關(guān)的相當鄰近的點。旋轉(zhuǎn)速度的范圍可以是一組發(fā)動機轉(zhuǎn)速。因此，根據(jù)對部件轉(zhuǎn)速的確定，可通過將所檢測信息輸送給控制器并讓控制器確定使用哪一部分信息，或者通過僅僅選擇用于輸送給控制器的那一部分信息使得控制器不必處理不需要的信息，就可通過不同的途徑來最優(yōu)化地使用信息。
基于部件轉(zhuǎn)速來選擇性地使用第一或第二部件的圓周上的一些特性，這就使得控制器可處理最佳量的信息。例如，在中等水平的轉(zhuǎn)速下，控制器可僅使用部分所檢測信息，這樣既非使用全部的可用所檢測信息，也非使用某一類所檢測信息。這些信息可以只代表旋轉(zhuǎn)部件的部分特性，例如傳感器輪的上升沿或下降沿，或者跳過傳感器輪中的部分齒。
在另一方面，對所檢測信息的選擇性使用可包括選擇代表了第一或第二部件的圓周上的所有特性的所有信息。例如，在較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，控制器可能需要可被傳感器檢測到的所有可得到的信息。
在另一方面，對所檢測信息的選擇性使用可包括僅僅選擇代表了第一或第二部件的圓周上的其中一種特性的信息。換句話說，對第一或第二部件的圓周上的其中至少一種特性的選擇可用于較高的轉(zhuǎn)速。
可以理解，需要利用標定記號來改進本發(fā)明的性能(見上文)。因此，通過在第一部件的圓周上提供第一標定點，以及通過在第二部件的圓周上提供第二標定點，控制器就可設置成在判定正確動作如判定控制器所確定的齒是否真正為現(xiàn)實中的齒等方面具有更佳或更穩(wěn)固的處理。
另外，控制器可能不需要所有的所檢測信息。因此，如果將不必要的信息提供給控制器，則可能無法實現(xiàn)最佳的狀態(tài)。例如，更多的時間可能被控制器浪費在判斷哪條信息是需要的和哪條是不需要的。因此，本發(fā)明構(gòu)思出在部件的各種轉(zhuǎn)速下僅為控制器提供它所需要的信息。這可涉及到第二較低水平的控制器，以便僅為控制器提供控制器所需要的那些所檢測信息。
作為另選，控制器可被重新編程以便在不同的轉(zhuǎn)速下接收不同的信息子組。換句話說，只需改變與控制器相關(guān)的計算機程序產(chǎn)品，而不要求改變相關(guān)的硬件。
本發(fā)明的一個實施例被實現(xiàn)為用于計算機系統(tǒng)的程序產(chǎn)品，例如圖1至圖2所示的示意圖以及如下所述。程序產(chǎn)品的程序限定了實施例(包括參見圖8如下所述的方法)的功能，并且可包含在多種信號承載介質(zhì)上。示意性的信號承載介質(zhì)包括但不限于(i)信息永久性地存儲在上面的電路內(nèi)的可編程裝置如PROM、EPPOM等；(ii)信息永久性地存儲在上面的不可擦寫的存儲介質(zhì)(例如計算機內(nèi)的只讀存儲裝置，如可由CD-ROM驅(qū)動器讀出的CD-ROM盤)；(iii)可變信息存儲在上面的可擦寫存儲介質(zhì)(例如軟盤驅(qū)動器或硬盤驅(qū)動器中的軟盤)；(iv)通過通信介質(zhì)例如通過包括無線通信在內(nèi)的計算機或電話網(wǎng)絡傳輸?shù)接嬎銠C上的信息，或者汽車中的車輛控制器。一些實施例具體包括從因特網(wǎng)或其它網(wǎng)絡上下載的信息。在攜帶有可指示本發(fā)明功能的計算機可讀指令時，這類信號承載介質(zhì)代表了本發(fā)明的實施例。
通常來說，執(zhí)行用于實施本發(fā)明實施例的例程，無論是被實施為操作系統(tǒng)或特定應用、部件、程序、模塊、目標程序的一部分，或者是指令序列，在本文中均被稱為“程序”。計算機程序通常包括多條指令，其將被本地計算機編譯成機器可讀格式并因此成為可執(zhí)行的指令。另外，程序包括變量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其或者局部地駐留在程序中，或者出現(xiàn)在內(nèi)存中或存儲裝置上。另外，各種下述程序可基于其在本發(fā)明特定實施例中實施的應用而可被識別。然而應當理解，以下任何特定的程序用語的使用僅僅是為了方便起見，因此本發(fā)明不應當僅限于被用在這種用語所識別和/或所隱含的任何特定應用中。
以下是與本發(fā)明有關(guān)的用語和概念。
應當注意，上述液壓流體或流體是促動流體。促動流體是可使葉片在葉片相位器中運動的流體。一般來說，促動流體包括機油，但也可以是單獨的液壓流體。本發(fā)明的VCT系統(tǒng)可以是凸輪扭矩促動(CTA)的VCT系統(tǒng)，其中VCT系統(tǒng)采用由開啟和閉合發(fā)動機氣門的力所引起的凸輪軸的扭矩反向來使葉片運動。CTA系統(tǒng)中的控制閥允許流體從提前腔流動到延遲腔，允許葉片運動，或者擋住流體流動以將葉片鎖定住。CTA相位器還可提供油輸入，以補償因泄漏引起的損耗，然而它并不采用機油壓力來使相位器運動。葉片是容納于外殼中的促動流體作用于其上的徑向件。葉片相位器是由在腔內(nèi)運動的葉片促動的相位器。
每個發(fā)動機可具有一個或多個凸輪軸。凸輪軸可被皮帶或鏈條或齒輪或另一凸輪軸驅(qū)動。在凸輪軸上可設置凸角以推動閥。在多凸輪軸發(fā)動機中，大多數(shù)情況是一個凸輪軸用于排氣閥，一個凸輪軸用于進氣閥?！癡”型發(fā)動機通常具有兩個(每一氣缸體具有一個)或四個(每一氣缸體具有一個進氣和一個排氣)凸輪軸。
腔定義為葉片在其中旋轉(zhuǎn)的空間。腔可分成提前腔(使閥相對于曲軸提前打開)和延遲腔(使閥相對于曲軸延遲打開)。止回閥定義為只允許流體沿一個方向流動的閥。閉合回路定義為這樣一個控制系統(tǒng)，其可響應于一項性能來改變另一性能，然后檢查這種改變是否正確，并調(diào)節(jié)作用以實現(xiàn)所需的結(jié)果(例如響應于來自ECU的命令而移動閥以改變相位器的位置，然后檢查實際的相位器位置，再次移動閥以校正此位置)?？刂崎y是可控制到相位器中的流體流動的閥?？刂崎y可位于CTA系統(tǒng)的相位器中。控制閥可被油壓或螺線管促動。曲軸從活塞中得到動力，并驅(qū)動傳動裝置和凸輪軸。柱塞滑閥為柱塞型的控制閥。一般來說柱塞處于孔內(nèi)，將一個通道與另一通道相連。大多數(shù)情況是柱塞通常位于相位器轉(zhuǎn)子的中心軸線上。
差壓控制系統(tǒng)(DPCS)是用于使柱塞滑閥運動的系統(tǒng)，其采用了柱塞各端上的促動流體壓力。柱塞的一端比另一端大，此較大端的流體受到控制(通常通過油壓的脈寬調(diào)制(PWM)閥)，并對柱塞的另一端施加完全的供應壓力(因而產(chǎn)生了差壓)。閥控制單元(VCU)是用于控制VCT系統(tǒng)的控制電路。一般來說，VCU響應于來自ECU的命令而動作。
從動軸是任何可接受動力的軸(在VCT中通常為凸輪軸)。驅(qū)動軸是任何可提供動力的軸(在VCT中通常為曲軸，但也可由一個凸輪軸驅(qū)動另一凸輪軸)。ECU是發(fā)動機控制單元，它是汽車的計算機。機油是用于潤滑發(fā)動機的油，其壓力可被接入以通過控制閥促動相位器。
外殼定義為具有腔的相位器的外部部分。在外殼之外可設有滑輪(用于正時帶)、鏈輪(用于正時鏈)或齒輪(用于正時齒輪)。液壓流體是可用于液壓缸的任何特定類型的油，與制動流體或助力轉(zhuǎn)向液類似。液壓流體不必與機油相同。一般來說，本發(fā)明采用“促動流體”。鎖定銷設置成可將相位器鎖住。在發(fā)動機起動或停機的過程中，當油壓太低而不能保持住相位器時，通常采用鎖定銷。
油壓促動(OPA)的VCT系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的相位器，其中在葉片的一側(cè)或另一側(cè)上施加機油壓力以使葉片運動。
在控制系統(tǒng)中采用了開環(huán)回路，其中可響應于一項性能來改變另一性能(例如響應于來自ECU的命令而使閥運動)，而不進行確認作用的反饋。
相位定義為凸輪軸和曲軸(或者如果相位器由另一凸輪驅(qū)動的話，則是凸輪軸和另一凸輪軸)的相對角位置。相位器定義為安裝在凸輪上的整體部分。相位器通常由轉(zhuǎn)子、外殼以及可能有的柱塞滑閥和止回閥構(gòu)成?；钊辔黄魇怯蓛?nèi)燃機中的氣缸活塞所促動的相位器。轉(zhuǎn)子是相位器的內(nèi)部部分，其與凸輪軸相連。
脈寬調(diào)制(PWM)通過改變電流或流體壓力的通/斷脈沖的時間而提供了變化的力或壓力。螺線管是采用線圈中的電流流動來使機械臂運動的電執(zhí)行機構(gòu)?？勺兞β菥€管(VFS)是促動力通常可通過饋電電流的PWM來改變的螺線管。VFS與通/斷(全部或沒有)螺線管相反。
鏈輪是與鏈條如發(fā)動機正時鏈一起使用的部件。正時定義為活塞到達預定位置(通常是上止點(TDC))的時間與發(fā)生其它事件的時間之間的關(guān)系。例如，在VCT或VVT系統(tǒng)中，正時通常與氣門開啟或閉合的時間有關(guān)。點火正時涉及到火花塞點火的時間。
扭矩輔助(TA)的相位器是OPA相位器的一種變型，其在供油線路上增設了一個止回閥(即一個止回閥的實施例)，或者在各腔的供給線路上增設了一個止回閥(即兩個止回閥的實施例)。止回閥因扭矩反向而阻止了油壓脈沖傳回到油系統(tǒng)中，并因扭矩反向而擋住了葉片向回運動。在TA系統(tǒng)中，允許因向前的扭矩效應而使葉片運動；因此，采用了“扭矩輔助”這一表達。葉片運動的圖形是階躍函數(shù)。
VCT系統(tǒng)包括相位器、控制閥、控制閥執(zhí)行機構(gòu)和控制電路?？勺兺馆喺龝r(VCT)是一過程而不是事物，它指控制和/或改變一個或多個可驅(qū)動發(fā)動機的進氣門和/或排氣門的凸輪軸之間的角度關(guān)系(相位)。角度關(guān)系還包括凸輪和曲軸之間的相位關(guān)系，其中曲軸與活塞相連。
可變氣門正時(VVT)是任何可改變氣門正時的過程。VVT可與VCT相關(guān)，或者通過改變凸輪形狀、或凸輪凸角與凸輪的關(guān)系、或氣門執(zhí)行機構(gòu)與凸輪或氣門的關(guān)系來實現(xiàn)，或者通過采用電子或液壓執(zhí)行機構(gòu)來單獨地控制氣門本身來實現(xiàn)。換句話說，所有的VCT都是VVT，而并不是所有的VVT都是VCT。
因此，可以理解，這里所述的本發(fā)明的實施例只是說明本發(fā)明原理的應用。這里引用的所示實施例的細節(jié)并不限制本發(fā)明的范圍，它們只是敘述了被視為本發(fā)明的核心內(nèi)容的特征。
權(quán)利要求
1.一種在不同發(fā)動機轉(zhuǎn)速下改變發(fā)送給控制器的信息的量的方法，包括步驟a)檢測第一旋轉(zhuǎn)部件的圓周上的具有第一前緣和第二后緣的至少一個凸出部分；b)檢測連接在所述第一旋轉(zhuǎn)部件上的第二旋轉(zhuǎn)部件的圓周上的具有第一前緣和第二后緣的至少一個凸出部分；c)產(chǎn)生表示所述第一旋轉(zhuǎn)部件的凸出部分的第一信號；d)產(chǎn)生表示所述第二旋轉(zhuǎn)部件的凸出部分的第二信號；e)將所述第一信號和所述第二信號發(fā)送給控制器；f)利用所產(chǎn)生的所述第一信號和所述第二信號來確定所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)速度，并形成所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件之間的相位差；g)將所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件之間的所述相位差與固定的相位測量值進行比較；h)改變所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件之間的所述相位差；i)將所述旋轉(zhuǎn)速度與在所述前緣或所述后緣處測得的閾值旋轉(zhuǎn)速度進行比較；和j)確定是否已經(jīng)達到了所述閾值旋轉(zhuǎn)速度；其中，當已經(jīng)達到了所述閾值旋轉(zhuǎn)速度時，為所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件的凸出部分的所述前緣或所述后緣產(chǎn)生第一信號和第二信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)部件為凸輪軸，所述第二旋轉(zhuǎn)部件為曲軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述閾值旋轉(zhuǎn)速度為較高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
4.一種在不同發(fā)動機轉(zhuǎn)速下改變發(fā)送給控制器的信息的量的方法，包括步驟a)檢測第一旋轉(zhuǎn)部件的圓周上的第一組多個齒；b)檢測連接在所述第一旋轉(zhuǎn)部件上的第二旋轉(zhuǎn)部件的圓周上的第二組多個齒；c)產(chǎn)生表示所述第一旋轉(zhuǎn)部件的所述第一組多個齒的第一信號；d)產(chǎn)生表示所述第二旋轉(zhuǎn)部件的所述第二組多個齒的第二信號；e)將所述第一信號和所述第二信號發(fā)送給控制器；f)利用所產(chǎn)生的所述第一信號和所述第二信號來確定所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)速度，并產(chǎn)生所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件之間的相位差；g)將所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件之間的所述相位差與固定的相位測量值進行比較；h)改變所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件之間的所述相位差；i)將所述旋轉(zhuǎn)速度與檢測到所述第一組多個齒和所述第二組多個齒之處的閾值旋轉(zhuǎn)速度進行比較，為所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件中的被檢測到的至少一個齒產(chǎn)生所述第一信號和所述第二信號，而對所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件中的被檢測到的至少另一個齒跳過所述第一信號和所述第二信號；和j)確定是否已經(jīng)達到了所述閾值旋轉(zhuǎn)速度；其中，當已經(jīng)達到了所述閾值旋轉(zhuǎn)速度時，檢測所述第一組多個齒和所述第二組多個齒，為所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件中的至少一個齒產(chǎn)生第一信號和第二信號，而對所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件中的至少另一個齒跳過第一信號和第二信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)部件為凸輪軸，所述第二旋轉(zhuǎn)部件為曲軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述閾值旋轉(zhuǎn)速度為較高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
全文摘要
提供了一種可提供增加的靈活性來測量旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動態(tài)范圍的方法。該方法包括步驟提供第一旋轉(zhuǎn)部件；提供適當?shù)亟雍系降谝恍D(zhuǎn)部件上的第二旋轉(zhuǎn)部件；提供一組傳感器，其設置成可分別檢測沿著第一部件和第二部件的圓周的特性的變化；提供控制器，其用于接收傳感器所檢測到的信息；確定旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)速度；選擇性地使用所檢測到的信息，從而在不同的旋轉(zhuǎn)速度下使用不同量的檢測信息。
文檔編號F01L1/344GK1683757SQ200510067408
公開日2005年10月19日 申請日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月15日
發(fā)明者T·麥卡布, D·R·泰勒, E·埃克達爾 申請人:博格華納公司