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技术领域

本公开的领域涉及发动机控制和针对此类控制确定凸轮轴位置。

背景技术

发动机控制器控制许多发动机操作参数，诸如空气充气、燃料充气、 排气再循环、燃料蒸气回收、点火正时、凸轮轴正时、气门正时等。这 些参数被控制以实现期望的发动机功率同时使排放最小化。

这些参数的控制需要知道凸轮轴位置。通常地，具有一个或更多个 缺齿的齿轮被定位在凸轮轴上并且检测经过的齿确定凸轮轴位置。

装备有可变凸轮正时的车辆中的发动机控制更复杂。凸轮轴由耦接 到曲轴的皮带或链条驱动。对于装备有可变凸轮正时的发动机，凸轮轴 的正时和相位相对于曲轴变化。电动马达或液压致动器相对于曲轴转动 凸轮。

发明人在此已经认识到以上方法的各种问题。当发动机在发动机启 动期间被起动转动时，检测经过的凸轮齿或其它检测方法不会提供准确 的凸轮位置测量值，这通常需要检测若干上升沿和下降沿。通常，默认 凸轮位置基于最后的已知位置或设计的静止位置而被使用。在装备有电 动控制的凸轮正时的发动机中，最后的凸轮位置不会被知晓，因为在关 闭发动机之后且在凸轮位置被准确地测量之前的启动期间，凸轮轴位置 相对于曲轴被施加到凸轮轴的转矩所干扰。因此，发动机控制器在发动 机起动转动期间不可以准确地确定凸轮位置。在未准确地知晓凸轮位置 的情况下，燃烧室中的空气充气的任何估计会是错误的并且因此空气/燃 料充气会是不准确的，从而可能导致较长的发动机启动和较高的排放。 类似的问题可以随其它受控的操作参数而发生。

发明内容

发明人在此已经使用一种方法解决以上问题，在一种示例中，该方 法包含如下：在发动机的起动转动期间，通过由马达控制器控制的电动 马达驱动发动机的凸轮轴，该马达控制器指示马达位置和凸轮轴的位置； 在起动转动期间通过发动机控制器根据指示的凸轮位置确定用于控制发 动机的一个或更多个发动机操作参数；并且在起动转动之后，根据耦接 到凸轮轴的传感器确定凸轮位置。在起动转动期间，通过根据电动马达 控制器指示凸轮位置，在起动转动期间避免上述方法的问题。在发动机 起动转动之后，当发动机已启动时，使用用于检测凸轮轴位置的常规机 构和方法。因此，实现技术效果。

在一个典型示例中，马达包含无刷马达并且马达控制器确定通过解 码来自耦接到所述马达的轴的三个霍尔效应传感器的信号确定马达位 置。进一步地，马达控制器基于根据解码的信号确定的马达位置和期望 的位置通过反馈控制将马达转动到期望的位置。

在另一示例中，该方法包含:在发动机的起动转动期间，通过由马达 控制器控制的电动马达驱动发动机的凸轮轴，该马达控制器指示马达的 位置和凸轮轴的位置；根据指示的凸轮轴位置和发动机的转速确定通过 发动机控制器引入发动机的燃烧室内的空气量；根据空气量确定通过发 动机控制器输送到燃烧室的燃料充气以在起动转动期间启动发动机；以 及在起动转动之后，根据耦接到凸轮轴的传感器而不是根据马达控制器 来确定凸轮位置，用于由发动机控制器使用。以此方式，在发动机起动 转动期间，提供凸轮轴位置的准确指示使得发动机操作参数(诸如燃烧 室中的空气/燃料充气)被准确地确定，从而导致较短的发动机启动和较 少的排放。

在另一示例中，该方法包含：将发动机的凸轮轴耦接到所述发动机 的凸轮轴；相对于所述曲轴，通过由马达控制器控制的电动马达移动所 述凸轮轴以改变所述凸轮轴的相位正时并且因此改变由所述凸轮轴致动 的发动机气门；在发动机启动模式同时所述发动机正被起动转动期间， 所述马达控制器将所述凸轮轴的位置的指示提供到用于控制发动机操作 参数的发动机控制器；所述发动机控制器在所述起动转动期间根据所述 指示的凸轮轴位置和所述发动机的转速确定引入所述发动机的燃烧室内 的空气量；根据所述空气量确定通过所述发动机控制器输送到所述燃烧 室的燃料充气以在所述起动转动期间启动所述发动机；当所述发动机转 速超过预定转速时，结束所述启动模式并且停止所述起动转动；以及在 所述启动模式的所述结束时，所述发动机控制器根据耦接到所述凸轮轴 的传感器而不是根据所述马达控制器来确定凸轮位置，以控制所述发动 机的操作参数。

在另一示例中，所述电动马达包含无刷电动马达并且所述凸轮轴位 置的所述指示通过解码耦接到所述电动马达的轴的三个位置传感器被提 供。

在另一示例中，所述电动马达包含步进马达并且所述凸轮轴位置的 所述指示通过在不同的相位产生三个信号的所述马达控制器被提供以将 步进马达开环转动到期望的位置。

在另一示例中，根据所述马达控制器的所述指示的凸轮轴位置与耦 接到所述燃烧室的进气门的打开的正时和持续时间相关。

在另一示例中，根据所述进气门正时和持续时间，所述引入的空气 量由所述发动机控制器确定。

在另一示例中，所述马达控制器进一步提供所述马达的位置的指示。

在另一示例中，所述马达控制器致使所述电动马达转动到期望的马 达位置，其中所述发动机控制器向所述马达控制器提供对应于期望的凸 轮轴位置的所述期望的马达位置，其中所述期望的马达位置仅在所述启 动模式之后被提供。

在另一示例中，所述发动机控制器在所述启动模式之后部分基于从 所述凸轮传感器提供的所述凸轮位置确定引入所述燃烧室内的空气量并 且对应的燃料充气。

当单独或与结合附图时，本描述的上述优点和其它优点和特征根据 下面的具体实施例将是显而易见的。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍概念，这些概念 将在具体实施例中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题 的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随详细描述之后的权利 要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开 的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出包括凸轮轴的涡轮增压发动机的框图；

图2图示说明相对于图1的两个曲轴确定凸轮轴的方向的示例；

图3示出图示说明用于控制图1的发动机的方法的流程图；

图4示出图示说明用于控制无刷马达的方法的流程图；

图5示出图示说明根据图3的方法操作的图1的发动机的一部分示 例性驱动循环期间的操作参数的图形。

具体实施方式

内燃发动机可以基于多个操作参数而被控制，所述多个操作参数包 括但不限于空气充气、燃料充气、排气再循环、燃料蒸气回收、点火正 时、凸轮轴正时、气门正时等。具体地，为了确定喷射到汽缸内的合适 燃料量，所引入汽缸内的空气量也可以被确定。对于经由凸轮轴致动的 进气(和/或排气)门的发动机，当确定引入的空气时需要凸轮轴的位置。 然而，凸轮轴的位置在发动机操作的某些阶段下会是未知的，例如在启 动期间。特别地，随着凸轮轴经历旋转，被配置为检测经过的齿的传感 器不能记录准确的读数直到发动机已达到足够高的转速或已旋转足够数 目的转数。因此，相对不准确的最后的已知凸轮轴位置可以被使用，这 可能显著地不同于实际凸轮轴位置，这可能导致延长的发动机起动转动 和增加的排放。对于装备有可变凸轮正时(VCT)的发动机，该问题可 以会被加重。

用于基于由电动马达控制器指示的位置确定凸轮轴位置的各种方法 被提供。在一种示例中，该方法包含：在发动机的起动转动期间，通过 由马达控制器控制的电动马达驱动发动机的凸轮轴，该马达控制器指示 马达位置和凸轮轴的位置；在起动转动期间，根据指示的凸轮位置由发 动机控制器确定用于控制发动机的一个或更多个操作参数；并且在起动 转动之后，根据耦接到凸轮轴的传感器确定凸轮位置。图1示出包括凸 轮轴的涡轮增压发动机的框图；图2图示说明相对于图1的两个曲轴确 定凸轮轴的方向的示例；图3示出图示说明用于控制图1的发动机的方 法的流程图；图4示出图示说明用于控制无刷马达的方法的流程图。图1 的发动机也包括被配置为实施图3和图4描述的方法的控制器。

图1是示出示例发动机10的示意图，该发动机可以被包括在汽车的 推进系统中。发动机10被示出具有四个汽缸30。然而，根据本公开可以 使用其它数目的汽缸。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的 控制系统并且通过经由输入装置130来自车辆操作员132的输入来控制。 在这种示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板 位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如，汽 缸)30可以包括具有定位在其中的活塞(未示出)的燃烧室壁。该活塞 可以被耦接到曲轴40使得活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。曲轴 40可以经由中间变速器系统(未示出)耦接到车辆的至少一个驱动轮。 进一步地，启动器马达可以经由飞轮耦接到曲轴40以能够实现发动机10 的启动操作。

燃烧室30可以经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气并 且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管46能够 经由各自的进气门和排气门(未示出)选择地与燃烧室30连通。在一些 实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排 气门。当凸轮轴经历旋转运动时，进气门和/或排气门可以经由布置在凸 轮轴162上的各自的凸轮160被致动(例如，打开或关闭)。

凸轮轴162可以经由联动装置164(例如，正时链条、皮带等)被耦 接到曲轴40，并且可以进一步被耦接到电动马达166并且由电动马达166 驱动，如图1示出电动马达166被耦接到凸轮轴的传动齿轮168。电动马 达166可以是可操作的以改变凸轮轴162的相位并且因此相对于曲轴40 改变凸轮轴的正时，进而改变进气门和/或排气门被致动的正时，从而优 化发动机10的操作(例如，增加发动机输出和/或减小排放)。因此，电 动马达166可以被称为VCT致动器。

电动马达166可以经由马达控制器170控制，马达控制器170可以 包括被配置为促进凸轮轴162的相位和其相对于曲轴40的正时的变化的 合适的部件(例如，逻辑子系统)。电动马达166和马达控制器170结合 可以被称为VCT电动马达系统。电动马达166可以指示安装在里面的旋 转部件(例如，轴)或由马达致动的其它部件的位置(下文被称为“马 达位置”)和/或在一些示例中可以从马达位置获得的凸轮轴162的位置 (例如，凸轮轴的旋转方向)。在一些示例中，凸轮轴位置可以通过控制 电动马达166的转子和定子之间的相对位置而被控制。在此情况下，定 子可以被机械地链接到曲轴40(例如，经由皮带/链条)，并且转子可以 经由齿轮被机械地链接到凸轮轴162。通过改变这样相对位置，相对于曲 轴位置的凸轮轴位置可以被改变，进而改变凸轮位置。

图1示出马达控制器170，当CAM信号发动到发动机控制器时，马 达控制器170输出凸轮轴162的位置。如下面进一步详细描述的，CAM 信号可以提供凸轮轴162的位置的更准确的指示，根据凸轮轴162的位 置可以获得一个或更多个发动机操作参数。在一些实施例中，CAM信号 (和/或马达位置)可以经由控制器区域网络(CAN)总线被传送至控制 器12。多个部件(例如，致动器、控制器12等)可以经由包含CAN总 线的控制器区域网络或另一车辆网络被通信地耦接到彼此。

电动马达166可以假定各种合适的形式。在一种示例中，电动马达 166可以是无刷马达，该无刷马达能够通过解码来自霍尔效应传感器的信 号来确定马达位置。霍尔效应传感器可以以静止的方式被安装并且被配 置为检测由安装在马达的旋转部分(例如，轴)上的一个或更多个接近 永磁体的经过的旋转所感应的不同磁通量。替代地，霍尔效应传感器可 以被安装在马达的旋转部分上并且被配置为检测由旋转接近在固定的、 静止的位置放置的一个或更多个永磁体所产生的感应磁通量。作为非限 制性示例，间隔大约120度的三个霍尔效应传感器可以被耦接到电动马 达166的轴。对于电动马达166利用霍尔效应传感器以促进旋转感测的 实施例，马达控制器170可以基于从霍尔效应传感器输出的解码信号确 定的马达位置以及期望的位置经由反馈控制将马达转动到期望的位置。 从霍尔效应传感器输出的解码信号可以被用作凸轮轴162的位置的指示。 在一些示例中，期望的位置可以相对于曲轴40的位置(例如，旋转方向) 而被确定，该曲轴的位置的指示可以经由从控制器12输出的信号而被接 收。可以经由上面描述的CAN总线来传送这些信号。

在另一些实施例中，电动马达166的旋转感测可以经由旋转编码器 或通过测量反电动势(EMF)而被执行。绝对马达位置的确定因此可以 适合于电动马达166的配置。作为一个非限制性示例，阻值随角位置变 化的电位器可以被采用以确定VCT致动器的绝对旋转方向。在一些实施 例中，马达控制器170可以从控制器12接收指示曲轴40的旋转方向的 信号以辨明凸轮轴162的旋转方向。

在又一些实施例中，电动马达166可以是步进马达。在此，例如， 马达控制器170可以提供电动马达166的多个电压相位，从而经由开环 控制将马达转动到期望的位置。更具体地，控制器12可以在不同的相位 下产生三种信号以经由开环控制转动步进马达，从而实现期望的位置， 并且可以利用产生的三种信号作为凸轮轴162的位置的指示。

不管电动马达166所采用的配置，由马达指示的凸轮轴位置与耦接 到燃烧室30的进气门的打开的正时和持续时间相关。因此，根据可以操 作发动机10，凸轮轴位置可以用于确定一个或更多个操作参数。例如， 控制器12可以根据从凸轮轴位置获得的进气门正时和持续时间确定引入 燃烧室30内的空气量。有待被喷射的合适的燃料充气然后可以基于所引 入的空气而被确定，从而增加发动机输出并且减小排放。在发动机操作 的整个过程中，控制器12也可以提供具有对应于期望的凸轮轴位置的期 望的马达位置的马达控制器170。

应当认识到，图1示出的凸轮轴配置以示例的方式被提供并且不旨 在限制。在一些实施例中，可以提供可操作的以控制进气门和排气门中 的一个的打开的凸轮轴。进一步地，例如，两个凸轮轴可以被提供用于 其它汽缸配置，其中图1示出了一个，如V-6、V-8、V-10或V-12汽缸配 置。

发动机10可以包括具有附加机构，利用该附加机构可以感测凸轮轴 162的旋转。特别地，脉冲轮171可以被耦接到凸轮轴162并且被定位成 接近传动齿轮168。脉冲轮171可以包括多个齿，所述多个齿的旋转可以 经由凸轮轴传感器172被感测，该凸轮轴传感器172可以是如霍尔效应 传感器的可变磁阻传感器(VRS)。定位在脉冲轮171上的齿的数目可以 根据发动机中的汽缸的数目而变化，例如：对于四个汽缸，可以包括三 个齿；对于六个汽缸，可以包括四个齿；以及对于八个汽缸，可以包括 五个齿。一般地，随着脉冲轮171旋转，齿被隔开的角距控制由凸轮轴 传感器172所产生的脉冲序列中的脉冲之间的时间间隔。此类脉冲可以 作为图1中示出的VCT信号被传送到控制器12。更具体地，齿可以被不 均匀地隔开，使得一些齿被定位成靠近彼此而其它齿被定位成相对远离 彼此。所述的脉冲轮在较大的(最大的)角距的区域中可以有“缺齿”。 脉冲序列中的脉冲之间的不相等的时间间隔将导致允许至少一个齿与其 它齿不同。这个齿可以对应凸轮轴162的特定方向，如点火序列中的第 一汽缸30的TDC位置。在一些示例中，来自凸轮轴传感器172的输出 可以用于确定电动马达166的绝对位置。例如，从凸轮轴传感器172的 输出获得的马达旋转角基于电动马达166与凸轮轴的已知传动比可以被 转变为凸轮轴162的绝对运动。

由凸轮轴传感器172产生的脉冲序列可以与由曲轴传感器118产生 的脉冲序列进行比较，该曲轴传感器118可以采用类似的机构来感测曲 轴旋转。在一种示例中，也可以被用作发动机转速传感器的传感器118 可以在曲轴40每转一圈产生预定数目的等间隔脉冲。此类脉冲可以作为 表面点火感测信号(PIP)被传送到控制器12。特别地，确定VCT脉冲 和接近的PIP脉冲之间的持续时间可以产生凸轮轴方向相对于曲轴角度 的指示。作为一个非限制性示例，这个相对凸轮轴方向可以经由下面的 公式被确定：θ_凸轮轴＝(720(t_VCT–t_PIP,R1))/((n)*(t_PIP,R1–t_PIP,R0))，其中t_VCT是发 生VCT脉冲的时间，t_PIP,R1是紧接先前的PIP脉冲的上升沿发生的时间， n是发动机中的汽缸的数目，以及t_PIP,R0是最接近先前的第一PIP脉冲的 PIP脉冲的上升沿发生的时间。

图2示出相对于曲轴确定凸轮轴的方向的示例，并且例如可以具体 地示出一种方法，例如，该方法可以确定凸轮轴162相对于曲轴40的旋 转方向。由曲轴传感器118产生的脉冲序列202和凸轮轴传感器172产 生的脉冲序列204被示出。由于脉冲轮上的齿的角方位，脉冲序列202 包含多个等间隔脉冲，而脉冲序列204包含多个不对称地隔开的脉冲。t_VCT 标记特定VCT脉冲的发生，例如，该VCT脉冲可以确定点火顺序中的 第一汽缸的TDC。图2也示出各自的PIP脉冲(t_PIP,R1和t_PIP,R0)的上升沿 的发生，该各自的PIP脉冲与t_VCT一起可以用于通过使用上面提供的公式 确定凸轮轴162相对于曲轴40的方向。然而，应当认识到，脉冲序列202 和204以示例的方式被提供并且不旨在以任何方式进行限制。脉冲序列 具体地描述稳态状况下的发动机操作。

返至图1，燃料喷射器50被示为直接耦接到燃烧室30，用于与从控 制器12接收的信号FPW的宽度成比例的向其内直接喷射燃料。以此方 式，燃料喷射器50提供被称为向燃烧室30内的燃料的直接喷射。例如， 燃料喷射器可以被安装在燃烧室的侧面或在燃烧室的顶部。燃料可以通 过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)被输送到燃料喷 射器50。在一些实施例中，燃烧室30可以替代地或附加地包括设置在进 气歧管44中的燃料喷射器，在该配置下提供被称为向每个燃烧室30上 游的进气道内的燃料的直接喷射。

进气通道42可以包括分别具有节流板22和24的节气门21和23。 在这个特定示例中，节流板22和24的位置经由提供到被包括具有节气 门21和23的致动器的信号通过控制器12而改变。在一种示例中，致动 器可以是电致动器(例如，电动马达)，该配置通常被称为电子节气门控 制(ECT)。以此方式，节气门21和23可以被操作以改变提供到其它发 动机汽缸的燃烧室30的进气空气。节流板22和24的位置可以通过节气 门位置信号TP被提供到控制器12。进气通道42可以进一步包括用于将 各自的信号MAF(质量空气流量)、MAP(歧管空气压力)提供到控制 器12的质量空气流量传感器120、歧管空气压力传感器122和节气门进 口压力传感器123。

排气通道48可以接收来自汽缸30的排气。排气传感器128被示为 耦接到涡轮机62和排放控制装置78上游的排气通道48。传感器128例 如可以从用于提供排气空气/燃料比的指示的各种合适的传感器中选择， 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、 NOx、HC或CO传感器。排放控制装置78可以是三元催化剂(TWC)、 NOx捕集器、各种其它排放控制装置或它们的组合。

排气温度可以通过位于排气通道48中的一个或更多个温度传感器 (未示出)来测量。替代地，排气温度可以基于如转速、负载、空气-燃 料比(AFR)、火花延迟等的发动机工况而被推知。

控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/O)104、在这个特定示例中被示为只读存储器芯 片(ROM)106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 以接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除了前面讨论的这些 信号，还包括：来自质量空气流量传感器120的所引入的质量空气流量 (MAF)的测量值；来自温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)， 该温度传感器示意性地示出在发动机10内的某一位置；来自耦接到曲轴 40的曲轴传感器118(例如，霍尔效应传感器或其它类型)，的PIP信号， 如所讨论的；来自凸轮轴传感器172的VCT信号，如所讨论的；来自节 气门位置传感器的节气门位置(TP)，如所讨论的；以及来自传感器122 的绝对歧管压力信号MAP，如所讨论的。发动机转速信号RPM可以通 过控制器12从信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP 可以用于提供进气歧管44中的真空或压力的指示。注意，可以使用以上 传感器的各种组合，如有MAF传感器没有MAP传感器，或反之亦然。 在化学计量比操作期间，MAP传感器能够给出发动机转矩的指示。进一 步地，这个传感器与检测的发动机转速一起能够提供引入汽缸内的充气 (包括空气)的估计值。在一些示例中，存储介质只读存储器106可以 用计算机可读数据进行编程，该计算机可读数据表示由用于执行下面所 述方法的处理器20以及预期的但不具体列出的其他变体执行的指令。

发动机10可以进一步包括诸如涡轮增压器或机械增压器的压缩装 置，所述压缩装置至少包括沿进气歧管44设置的压缩机60。对于涡轮增 压器，压缩机60可以经由例如轴或其它耦接装置至少部分地由涡轮机62 驱动。涡轮机62可以沿排气通道48设置并且与流过其中的排气连通。 各种装置可以被提供以驱动压缩机。对于机械增压器，压缩机60可以至 少部分地由发动机和/或电机械驱动，并且可以不包括涡轮机。因此，经 由涡轮增压器或机械增压器提供到发动机的一个或更多个汽缸的压缩量 可以通过控制器12改变。在一些情况下，例如，涡轮机62可以驱动发 电机64以经由涡轮驱动器68将电力提供到电池66。来自电池66的电力 然后可以用于经由马达70驱动压缩机60。进一步地，传感器123可以被 布置在进气歧管44中，用于将升压(BOOST)信号提供到控制器12。

进一步地，排气通道48可以包括用于使排气转向远离涡轮机62的 废气门26。在一些实施例中，废气门26可以是多级废气门，如具有被配 置为控制升压压力的第一级和被配置为增加排放控制装置78的热通量的 第二级的两级废气门。废气门26可以使用致动器150操作，例如，该致 动器150可以是电致动器或气动致动器。进气通道42可以包括被配置为 使压缩机60周围的进气空气转向的压缩机旁通阀27。例如，当期望较低 的升压压力时，废气门26和/或压缩机旁通门27可以经由致动器(例如， 致动器150)通过控制器12来控制以被打开。

进气通道44可以进一步包括增压空气冷却器(CAC)80(例如，中 冷器)以减小涡轮增压的或机械增压的进气的温度。在一些实施例中， 增压空气冷却器80可以是空气与空气的热交换器。在另一些实施例中， 增压空气冷却器80可以是空气与液体的热交换器。

进一步地，在公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统

可以经由EGR通道140将来自排气通道48的期望部分的排气传送到进 气通道42。提供到进气通道42的EGR的量可以经由EGR阀142通过控 制器12改变。进一步地，EGR传感器(未示出)可以设置在EGR通道 内并且可以提供排气的压力、温度和成分中的一个或更多个的指示。替 代地，EGR可以通过基于来自MAF传感器(上游)、MAP(进气歧管)、 MAT(歧管气体温度)和曲轴转速传感器的信号的计算值被控制。进一 步地，EGR可以基于排气O₂传感器和/或进气氧传感器(进气歧管)被 控制。在一些状况下，EGR系统可以用于调节燃烧室内的空气和燃料混 合物的温度。图1示出高压EGR系统，其中EGR从涡轮增压器的涡轮 机的上游被传送到涡轮增压器的压缩机的下游。在另一些实施例中，发 动机可以附加地或替代地包括低压EGR系统，其中EGR从涡轮增压器 的涡轮机的下游被传送到涡轮增压器的压缩机的上游。

现转至图3，流程图示说明用于控制图1示出的发动机的方法300。 特别地，方法300可以部分基于由发动机控制器12经由CAM信号从马 达控制器170接受的凸轮轴位置实现图1的发动机10的控制。

当车辆操作员致动发动机启动模式时，例如在钥匙接通事件发生后， 可以开始该方法。

该方法可以包括，在302处起动转动发动机，这可以包括致动耦接 到发动机的曲轴的启动器马达以开始曲轴旋转。

接着，该方法可以包括，在304处接收来自马达控制器(例如，图1 的马达控制器170)的马达位置和对应的凸轮轴位置，该马达控制器可以 与电动马达(例如，马达166)相联系，该电动马达可操作以改变凸轮轴 (例如，凸轮轴162)的相位。如上面描述的，马达位置可以指示马达的 旋转方向并且可以提供推导凸轮轴位置的基础。马达和/或对应的凸轮轴 位置可以经由上面描述的CAM信号被传送到发动机控制器。

接着，该方法可以包括，在306处通过电动马达控制器驱动凸轮轴。 电动马达控制器可以驱动凸轮轴以实现期望的凸轮轴位置，该期望的凸 轮轴位置可以基于一个或更多个发动机和/或车辆状况由发动机控制器确 定并且被发送到马达控制器。因此，该方法可以包括，在308处确定马 达位置是否在对应于用于启动发动机的期望的凸轮轴位置的位置处。如 果马达位置在对应于期望的凸轮轴位置(是)的位置处，则该方法前进 到310。如果马达位置不在该位置处(否)，则该方法返回至308。对于 马达控制器经由霍尔效应传感器控制无刷马达感测的旋转的实施例，从 霍尔效应传感器输出的解码信号可以被分析以确定是否已到达该位置， 如上面描述的。

接着，该方法可以包括，在310处在起动转动期间确定用于控制发 动机的一个或更多个操作参数，所述一个或更多个操作参数从马达位置 和获得的凸轮轴位置确定。获得的凸轮轴位置可以以上面描述的方式从 马达位置获得。作为在起动转动期间确定用于控制发动机的一个或更多 个操作参数的一部分，该方法可以包括，在312处从获得的凸轮轴位置 和发动机的瞬时转速确定引入燃烧室内的空气量。由于该空气量可以高 度依赖进气门正时并且因此依赖凸轮轴位置，因此可以通过从马达位置 确定凸轮轴位置来获得所引入的空气的更准确估计。

接着，该方法可以包括，在314处将燃料充气喷射到燃烧室内。喷 射的燃料量可以基于在312处确定的引入燃烧室内的空气量而被确定。 因此，对于发动机工况，燃料充气可以被优化，这可以增加发动机输出 且/或减小排放。

接着，该方法可以包括，在316处确定发动机的当前转速是否超过 预定转速。预定转速可以对应于足以结束起动转动的发动机转速之上的 阈值。因此，如果发动机转速超过预定转速(是)，则该方法前进到318。 如果发动机转速未超过预定转速(否)，则该方法返回至302。

接着，该方法可以包括，在318处结束启动模式并且停止起动转动。 被称为“在起动转动之后”的时期可以包括在从发动机起动转动的停止 延伸的第一燃烧事件(例如，汽缸点火序列中的第一汽缸的点火)之后， 并且进一步在曲轴和凸轮轴传感器两者均已生效(例如，它们的输出具 有充分的量用于确定一个或更多个发动机操作参数，如上面关于图2所 解释的)之后的时期。

接着，该方法可以包括，在320处根据凸轮轴传感器(例如，凸轮 轴传感器172)确定凸轮轴位置。例如，该凸轮轴位置可以基于图1所示 的VCT信号而被确定。

接着，该方法可以包括，在322处基于经由凸轮轴传感器感测的凸 轮轴位置并且不基于经由马达编码器(例如，霍尔效应传感器、旋转编 码器等)感测的凸轮轴位置来控制发动机。在图1的发动机10中，经由 马达控制器170感测的和经由CAM信号传送的凸轮轴位置随后可以经由 凸轮轴传感器172和VCT信号被感测。可以执行切换以此方式感测的凸 轮轴位置，因为在一些实施例中，脉冲轮可以提供比若干霍尔效应传感 器感测的更高的分辨位置。在一些场景中，经由马达控制器提供的凸轮 轴位置和经由凸轮轴传感器提供的凸轮轴位置之间可以存在差异。经由 凸轮轴传感器提供的凸轮轴位置可以被选择以消除该差异，不过在另一 些示例中该差异可以通过选择经由马达控制器提供的凸轮轴位置或执行 适当平均和/或过滤而被消除。

该方法可以进一步包括，作为在322处的发动机控制的一部分，在 部分基于从凸轮轴传感器提供的凸轮轴位置的启动模式之后，在324处 确定引入燃烧室内的空气量和对应的燃料充气。以此方式，确定空气引 入和对应的燃料充气的准确性可以通过在启动模式期间使用从马达位置 获得的凸轮轴位置和在启动模式之后使用从凸轮轴传感器获得的凸轮轴 位置估计空气引入而被增大。因此，从VCT电动马达系统获得的凸轮轴 位置可以用于在发动机起动转动期间调整燃料喷射，而从凸轮轴传感器 和曲轴传感器指示的不同凸轮轴位置可以用于在起动转动之后调整燃料 喷射。调整燃料喷射在此可以包括基于估计的空气充气的调整，这可以 基于质量空气流量传感器(例如，图1的传感器120)和歧管压力传感器 (例如，图1的传感器122)中的至少一者。估计的空气充气可以基于在 发动机起动转动期间从VCT电动马达系统指示的凸轮轴位置和在起动转 动之后的不同的凸轮轴位置而被进一步估计。

应当认识到，方法300可以以各种合适的方式被修改。在一些实施 例中，凸轮轴位置可以在启动模式已结束并且起动转动已停止之后从马 达控制器可以被确定而从凸轮轴传感器不能被确定。在另一些实施例中， 凸轮轴位置可以从马达控制器被持续地传送到发动机控制器，即使发动 机基于经由凸轮传感器感测的凸轮轴位置被控制。在一些实施例中，从 马达控制器和凸轮轴传感器接收的两个凸轮轴位置可以用于控制发动 机。

进一步地，期望的凸轮正时可以基于工况和曲轴传感器被发送到 VCT电动马达系统。期望的凸轮正时的发送可以在发动机起动转动之后 被执行，并且在起动转动期间或之前期望的凸轮位置的发送可以基于经 由车辆网络(例如，CAN)通信的VCT电动马达系统凸轮轴位置。期望 的凸轮位置的发送也可以经由车辆网络而发生。

图4示出图示说明用于控制无刷马达的方法400的流程图。例如， 对于马达是无刷马达的实施例，方法400可以用于控制电动马达166。该 方法也可以用于从由发动机控制器(例如，图1的控制器12)使用的马 达位置获得凸轮轴位置。

该方法可以包括，在402处从一个或更多个霍尔效应传感器接收转 子旋转信号。如上面描述的，霍尔效应传感器可以基于由安装到马达的 旋转部分(例如，轴)的接近磁体的经过的旋转感应的磁通量的变化被 安装在静止的、固定的位置并且被配置为检测转子的旋转，不过霍尔效 应传感器被耦接到放置在固定的位置中的磁体的旋转部分的实施例也被 考量。

接着，该方法可以包括，在404处解码在402处接收的转子旋转信 号。在一些实施例中，每个转子旋转信号可以是假定采用两个值(例如， 开或关/0或1)中的一个的二进制信号。解码转子旋转信号因此可以包括 采用二进制解码以确定一个或更多个霍尔效应传感器中的哪一个处于打 开(例如，输出1)。

接着，该方法可以包括，在406处基于在404处解码的解码的转子 旋转信号确定功率器件驱动信号。在一些示例中，每个解码的转子旋转 信号可以与合适的数据结构(例如，查找表)中的一个或更多个功率器 件驱动信号相联系，使得合适的驱动信号可以在解码旋转信号后被确定。

接着，该方法可以包括，在408处基于在406处确定的功率器件驱 动信号驱动马达的绕组。该马达可以包括多个功率器件，每个功率器件 均电耦接到马达的一个或更多个绕组。驱动功率器件因此可以实现将电 流供应到它们相联系的绕组，进而引起马达的旋转运动以实现期望的位 置(例如，旋转方向)。

接着，该方法可以包括，在410处基于马达位置获得凸轮轴位置。 马达位置可以是马达的绝对旋转方向，并且可以以各种合适的方式被确 定——例如，经由包括电位器的编码器，该电位器的阻值随角度而变化。 在一些示例中，马达位置可以替代地或附加地从耦接到由马达致动的凸 轮轴(例如，凸轮轴162)的曲轴(例如，图1的曲轴40)的位置获得。 然后可以基于马达位置以上面描述的方式获得凸轮轴位置。

接着，该方法可以包括，在412处将在410处获得的凸轮轴位置发 送到发动机控制器。用于控制发动机的一个或更多个操作参数可以基于 如上面描述的和图3示出的获得的凸轮轴位置而被确定。

最后，该方法可以包括，在414处确定是否已实现期望的马达位置。 例如，期望的马达位置可以已从发动机控制器发送到马达控制器。如果 已实现期望的马达位置(是)，则该方法结束。如果未实现期望的马达位 置(否)，则该方法返回至402。

图5示出图示说明在根据图3的方法300操作的图1的发动机10的 一部分示例性驱动循环期间的操作参数的图形500。如图所示，该示例中 的操作参数可以包括发动机转速(RPM)、马达位置(例如，经由CAM 信号由马达控制器170所指示的)、凸轮轴位置(例如，经由VCT信号 由凸轮轴传感器172所指示的)、耦接到凸轮轴并且配置为选择地改变凸 轮轴的相位的电动马达(例如，电动马达166)的输出轴的位置和发动机 的汽缸(例如，汽缸30)中容纳的空气充气。

在其中发动机未操作的有限的持续时间之后，起动转动开始并且在 经由阴影在图5中强调的整个持续时间502持续存在。从驱动循环开始 直到时间504，来自凸轮轴传感器(例如，凸轮轴传感器172)的凸轮轴 位置不可用，而来自马达控制器的凸轮轴位置可用。因此，从驱动循环 开始直到时间504，诸如汽缸空气充气的各种发动机操作参数基于从马达 控制器接收的凸轮轴位置被确定。然而，在时间504之后，来自凸轮轴 传感器的凸轮轴位置变得足够准确用于发动机控制目的(图中虚线示出 的)，并且发动机操作参数确定的基础从马达控制器凸轮轴位置转换到凸 轮轴传感器凸轮轴位置。然而，可能存在两种类型的凸轮轴位置之间的 差异。因此，在这种示例中，适当平均和/或过滤可以被采用以调和该差 异。如上面描述的，确定汽缸空气充气的基础也可以以此方式被转换。

注意，本文所包含的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车 辆系统构造一起使用。本文所公开的控制方法和例程可以存储作为非临 时性存储器中的可执行指令。本文所述的具体例程可以表示任何数量的 处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、多任务、多线程等。因此， 所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行或在 一些情况下省略。同样，不一定需要处理顺序来实现本文所述的示例性 实施例的特征和优点，但是处理顺序的提供是为了便于说明和描述。所 示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以根据正在使用的特定策略 重复地执行。此外，所述的动作、操作和/或功能可以以图形方式表示要 编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代 码。

将理解，本文所公开的构造和例程在本质上是示例性的，并且这些具 体实施例并不以限制性的意义进行考虑，因为许多变化都是可能的。例 如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机 类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和构造以及其他特征、 功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

下列权利要求特别地指出被视为新颖且非显而易见的某些组合和子 组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或它们的等同物。 此类权利要求应该理解为包括一个或多个此类元件的并入，既不要求也 不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的 其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过本申请或相关申请 中新权利要求的呈现进行保护。此类权利要求无论在范围上比原始权利 要求更宽、更窄，与原始权利要求相等或不同也被视为包括在本公开的 主题内。