CN106968746A - 控制电子连续可变气门正时的设备和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种控制电子连续可变气门正时(CVVT)的设备和方法。该设备包括设置在面对减速机的电机中的传感器和智能电机控制器。该传感器确定第一旋转构件和第二旋转构件的第一突出体和第二突出体的转速，并生成对应于每个转速的输出波形的感测信号且将该信号输入到被耦合到电机的智能电机控制器。智能电机控制器接收信号并分离曲轴位置信号和凸轮轴位置信号。比较这些信号以检测吸气阀或排气阀的实际相角。计算所检测实际相角和预定目标相角之间的相位偏差。

Description

控制电子连续可变气门正时的设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年10月5日提交的韩国专利申请号10-2015-0139855的根据35U.S.C§119的优先权，该申请的公开被整体地通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明涉及一种控制电子连续可变气门正时(CVVT)的设备和方法，并且更特别地涉及通过使用电信号来调整内燃机的凸轮轴的正时而被耦合到减速机的传感器和电机。

背景技术

通常，在自动化工程中，可变气门正时(VVT)控制技术描述了基于内燃机的旋转调整用于打开和闭合阀的正时的技术。由于VVT控制技术基于引擎中的低速旋转和高速旋转来调整打开和闭合阀的时段，所以增加了车辆的燃料效率和输出两者。

一般地，在引擎中，定义阀打开和闭合正时以在特定每分钟转数(RPM)带中获得最大输出。换言之，阀打开和闭合正时应在低RPM带中针对混合器的膨胀和爆炸延续，并且在高RPM带中，阀打开和闭合正时针对爆炸混合器的发射应缩短。当打开和闭合阀的时段被调整成低速时，混合器的发射稍后处于高RPM带中。当打开和闭合阀的时段被调整成高速时，混合器的压缩稍后处于低RPM带中，造成引擎效率的降低。已经提出了VVT控制技术以解决上述限制。VVT控制技术调整阀打开和闭合正时以与引擎的旋转匹配。因此，可在高速和低速两者下同时地获得高燃料效率和高输出。

特别地，在两个阶段(例如，低速旋转和高速旋转)处执行改变VVT的操作。最近，CVVT使能CVVT系统被推广。另外，CVVT系统可称为VVT、CVVT、CVTC以及VANOS。CVVT系统是一种根据引擎的旋转和加速器被打开的程度而连续地调整阀的打开和闭合正时的系统。CVVT系统包括被耦合到凸轮轴的内室、被耦合到正时系统(例如，链条、皮带等)且被配置成被从引擎供应功率的外部系统、被配置成测量当前正时的传感器以及控制装置。该控制装置包括液压型控制机构，并且装配有油压控制阀(OCV)。最近，该控制装置包括被配置成调整电机的性能以改善电机的响应特性的控制装置。

在相关技术的电机控制型CVVT系统中，车辆的电子控制单元(ECU)从接近于凸轮轴设置的传感器接收凸轮轴的旋转并从接近于曲轴设置的第二传感器接收曲轴的旋转。电机控制型CVVT系统被配置成计算各种控制值以基于计算的结果来调整电机。然而，在相关技术的CVVT系统中，用以调整电机的算术操作增加由ECU执行的操作负荷，并且该算术运算增加ECU的操作误差且降低ECU的处理速度。特别地，接近于凸轮轴设置的第一传感器和接近于曲轴设置的第二传感器分别向ECU传输凸轮轴的旋转和曲轴的旋转。ECU被配置成对凸轮轴的旋转和曲轴的旋转执行算术操作。另外，ECU被配置成计算各种控制值以调整电机。因此，在传输过程中发生信号延迟，并且该信号延迟降低ECU的处理速度。

在本节中公开的内容仅仅用于增强对本发明的一般背景的理解，并且不应理解为该内容形成本领域的技术人员已知的相关技术的确认或任何形式的暗示。

发明内容

本发明提供了一种控制电子CVVT的设备和方法。特别地，一种智能电机控制器被配置成用或独立于ECU和被连接到智能电机控制器的传感器操作，基于CVVT的调整而由ECU减少操作负荷并快速增加用于CVVT的处理速度。

在示例性实施例中，调整电子连续可变气门正时(CVVT)的设备可包括电机和减速机以调整与内燃机的曲轴合作地旋转的凸轮轴的相对旋转相位以调整吸气阀或排气阀的气门正时。另外，传感器可在面对减速机的电机的侧面的边界中被设置，并被配置成感测被耦合到曲轴以旋转的第一旋转构件的第一突出体的转速且被配置成感测以一定的齿轮比被齿轮耦合到第一旋转构件并被耦合到凸轮轴以旋转的第二旋转构件的第二突出体的转速。可生成对应于输出波形的感测信号，该输出模型对应于可从其输出的转速和感测信号中的每一个。此外，智能电机控制器可被配置成从第一传感器接收感测信号，可以由智能电极传感器从感测信号中分离对应于第一突出体的旋转的曲轴位置信号和对应于第二突出体的旋转的凸轮轴位置信号。智能电机控制器可被配置成比较曲轴位置信号和凸轮轴位置信号以检测吸气阀或排气阀的实际相角，并且可被配置成计算检测到的实际相角与预定目标相角之间的相位偏差。智能电机控制器可被耦合到电机，并且可沿着面对电机的减速机的侧面的圆周方向设置第一突出体和第二突出体。

第一部分可被包括在多个突出体群组中的一个中。所述多个突出体群组可在面对电机的第一旋转构件的侧面沿着圆周方向被设置，并可被相互间隔开。所述多个突出体群组可相对于第一旋转构件的中心以一定间隔角被设置。第一旋转构件可包括在相邻突出体群组之间设置的弧形狭槽。第二突出体可具有大于第一突出体的弧形长度，并且可被配置成以与凸轮轴的旋转角近似相同的旋转角沿着弧形狭槽平移。第二突出体可具有小于弧形狭槽的孔径长度的长度，并且可通过弧形狭槽使第二突出体暴露并可由传感器来感测。

智能电机控制器可包括实际相角(APA)检测器。特别地，APA检测器可包括信号分离器，其被配置成从对应于感测信号的输出波形分离曲轴位置信号和凸轮轴位置信号。信号操作器可被配置成对曲轴位置信号和凸轮轴位置信号执行算术操作或比较操作以检测实际相角。

在另一方面，由电子CVVT控制设备执行的电子连续可变气门正时(CVVT)控制方法可包括由电机和减速机调整与内燃机的曲轴合作地旋转的凸轮轴的相对旋转相位以调整吸气阀或排气阀的气门正时，由被耦合到电机的传感器感测设置在被耦合到曲轴以旋转的第一旋转构件中的第一突出体的转速，时间连续地感测在第二旋转构件中设置的转速，所述第二旋转构件以一定的齿轮比被齿轮耦合到第一旋转构件并被耦合到凸轮轴以旋转，生成对应于输出波形的感测信号，以及将感测信号输入到被耦合到电机的智能电机控制器。另外，APA检测器可包括通过使用智能电机控制器的信号分离器而从感测信号分离对应于第一突出体的旋转的曲轴位置信号和对应于第二突出体的旋转的凸轮轴位置信号，比较曲轴位置信号和凸轮轴位置信号以通过使用信号计算器来检测吸气阀或排气阀的实际相角，以及计算所检测实际相角与预定目标相角之间的相位偏差。此外，智能电机控制器可被配置成基于计算的相位偏差来计算占空值以调整电机的电机转矩。

计算占空值可包括通过CAN通信和RS-485通信的数字串行通信来接收预定目标相角，基于来自传感器的曲轴位置信号和凸轮轴位置信号来检测实际相角；以及计算目标相角与实际相角之间的相位偏差。另外，计算可包括基于计算的相位偏差来设定用于凸轮轴的输出转矩的加法或减法转矩值，并计算对应于该加法或减法转矩值的占空值。根据以下详细描述、附图以及权利要求，其它特征和方面将是显而易见的。

附图说明

根据结合附图进行的以下详细描述，将更清楚地理解本发明的上述及其它目的、特征及其它优点，在所述附图中：

图1是示出根据本发明的示例性实施例的电子CVVT控制设备的整体配置的示例性框图；

图2是示出根据本发明的示例性实施例的图1中所示的智能电机控制器的内部配置的示例性框图；

图3是根据本发明的示例性实施例的相对于图1中所示的线A-A而言面对电机的减速机的示例性侧视图；

图4是根据本发明的示例性实施例的图1中所示的一个传感器的示例性输出波形图；

图5是从图4中所示的输出波形图分离的曲轴位置信号的波形图。

图6是根据本发明的示例性实施例的从图4中所示的输出波形图分离的凸轮轴位置信号的示例性波形图；以及

图7是示出根据本发明的示例性实施例的由图1的电子CVVT控制设备执行的电子CVVT控制方法的示例性流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图来详细地描述本发明的示例性实施例以允许本领域的技术人员容易地实施本发明。结合附图，参考实施例的以下详细描述，将清楚地理解本发明的优点和特征及其实现方法。然而，本发明不限于在本文中公开的实施例，而是可以各种不同的形式实现。给出实施例仅仅是为了使得本发明的公开完整，并向本领域的技术人员完整地指示本发明的范围，并且应由权利要求的范围来定义本发明。

在本文中使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的且并不意图限制本本发明。如本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。将进一步理解的是术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。如本文所使用的术语“和/或”包括关联开列项目中的一个或多个的任何和所有组合。例如，为了使得本发明的描述清楚，并未示出无关部分，并且为了明了起见将层和区域的厚度放大。此外，当叙述层在另一层或基板“上”时，该层可直接地在另一层或基板上，或者可在其之间设置第三层。

将进一步理解的是术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。如本文所使用的术语“和/或”包括关联开列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

应理解的是如本文所使用的术语“运载工具”或“运载工具的”或其它类似术语包括汽车(一般地诸如载客汽车，包括运动型多功能汽车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车)、包括多种船、舰的船只、飞机等，并且包括混合动力运载工具、电动运载工具、内燃机、插入式混合电动运载工具、氢动力运载工具及其它代用燃料运载工具(例如，来源于除汽油之外的资源的燃料)。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的电子CVVT控制设备的整体配置的示例性框图。参考图1，根据本发明的示例性实施例的电子CVVT控制设备100可包括电子控制单元(ECU)110、电机控制器模块120、摆线减速机(以下简称减速机)300以及内燃机的曲轴140和凸轮轴150。特别地，减速机300可以是齿轮系或一般减速机，其具有行星齿轮。电子CVVT控制设备100可以是被配置成经由电机控制器模块120的电机124和减速机300来调整与曲轴140合作地旋转的凸轮轴150的相对旋转相位以调整吸气阀或排气阀的气门正时的设备。

ECU 110可被配置成通过可包括控域网(CAN)通信的运载工具网络通信来与电机控制器模块120通信。ECU 110可被配置成通过运载工具网络通信向电机控制器模块120供应预定目标相角TPA(θ)。电机控制器模块120可被配置成输出电机转矩MT以相对于凸轮轴150的转速调整电机124的相对转速。例如，电机控制器模块120可包括智能电机控制器122、电机124以及被耦合到电机124以面对减速机300的传感器200。

电机124可被配置成输出电机转矩MT以基于来自智能电机控制器122的驱动电流相对于凸轮轴150的转速调整电机124的相对转速。可在电机124的外壳的第一侧提供在可以集成类型设置传感器200的位置处的传感器安装组件，并且可在外壳的第二侧提供在该处可设置智能电机控制器122的控制器安装组件。可在传感器安装组件与控制器安装组件之间设置无刷直流(DC)电机(BLDCM)或直流电机。

传感器200可设为一个单元。传感器200可被配置为感应传感器。换言之，根据本示例性实施例的传感器200可感测同一旋转线(例如，减速机300的侧面的圆周方向)上的多个测量目标(例如，第二突出体310和第二突出体320)以产生输出波形。传感器200可被配置成基于由电机124进行的控制提供反馈(例如，立即或实时地)，以在后续过程中基于多个信号(例如，曲轴位置信号CKP和凸轮轴位置信号CMP)来快速地且准确地检测性能。因此，可将传感器200与常规曲轴位置传感器和常规凸轮轴位置传感器区别开。

特别地，可将第一突出体310和第二突出体320沿着面对电机124的减速机300的侧面的圆周方向设置，并且将参考图3来详细地描述其详细描述。传感器200可以是被配置成基于突出体形状来感测磁通量的变化以产生输出波形的一种速度传感器。例如，传感器200可被配置成基于在旋转减速机与霍尔集成芯片(例如，IC，未示出)之间的预定距离(例如，空隙)中发生的距离的差来感测磁通量的变化，所述霍尔集成芯片可被配置成接通和关断以基于转速或感测信号而产生具有频率变化的电信号(例如，感测信号)。

传感器200可包括可被配置成感测曲轴的转速的曲轴位置传感器和可被配置成感测凸轮轴的转速的凸轮轴位置传感器。特别地，可将传感器200设置在面对减速机300的电机124的侧面的边界中。另外，由于传感器200可以是设置在该侧面的边界中的集成类型，所以可简化将面对减速机300的传感器200，并且可减小性能偏差。传感器200和减速机300可保持对应于预定距离(例如，空隙)的间隔。传感器200可被配置成感测设置在第一旋转构件132中的第一突出体310的转速。例如，第一旋转构件132可通过链被耦合到曲轴140，并且可被配置成旋转且可对应于减速机300的元件。

此外，第二旋转构件134可以是被耦合到凸轮轴150的减速机300的一部分。第二旋转构件134可在减速机300中以一定的齿轮比被齿轮耦合到第一旋转构件132，并且可被配置成连同凸轮轴150一起旋转。因此，第二旋转构件134的转速可能难以被设置在减速机300外部的传感器200感测。然而，在本示例性实施例中，减速机300还可包括从第二旋转构件134或凸轮轴150向第一旋转构件132的弧形狭槽133突出的延伸组件330，并且可在从弧形狭槽133至传感器200的方向上被暴露。例如，减速机可被配置成与凸轮轴150或第二旋转构件134同步地连同凸轮轴150或第二旋转构件134一起旋转。可基于第二突出体320的数目(例如，三个)来提供多个延伸组件330。可基于期望的感测精度来改变延伸组件330的数目和第二突出体320的数目。

此外，传感器200可被耦合到电机124的外壳，并且可被配置成在减速机300的旋转期间朝着减速机300执行感测操作。例如，传感器200可执行时间连续转速感测操作，例如重复感测第一突出体310的转速、连续地感测设置在第二旋转构件134中的第二突出体320的转速且再次地感测第一突出体310的转速的操作。因此，为了对应于转速，传感器200可被配置成生成具有一系列输出波形的感测信号，并且可被配置成将感测信号输入到电机120的智能电机控制器122。

智能电机控制器122可被配置成基于由传感器200产生的感测信号而从减速机300的转速检测实际相角APA(θ)。换言之，智能电机控制器122可被配置成从传感器200接收感测信号以从感测信号分离对应于第一突出体310的旋转的曲轴位置信号CKP和对应于第二突出体320的旋转的凸轮轴位置信号CMP。此外，可比较曲轴位置信号CKP和凸轮轴位置信号CMP以检测吸气阀或排气阀的实际相角APA(θ)。可在所检测实际相角APA(θ)和预定目标相角TPA(θ)之间计算相位偏差。

智能电机控制器122可被配置成输出驱动电流以基于计算的相位偏差而相对于凸轮轴150的转速调整电机124的相对转速。将参考图1或2详细地描述智能电机控制器122的详细描述。减速机300可包括通过一连串的曲轴140被机械耦合到曲轴140且可被配置成旋转的第一旋转构件132。第二旋转构件134被机械耦合到凸轮轴150且可被配置成旋转。减速机300可以是齿轮箱、凸轮相位转换器或差分减速机。

第一旋转构件132和第二旋转构件134可以预定减速比(例如，齿轮比)被相互齿轮耦合。根据本发明的示例性实施例的技术特征并不对应于第一旋转构件132和第二旋转构件134之间的齿轮耦合结构135，而是对应于设置在电机124中的传感器200，并被配置成感测第一旋转构件132和第二旋转构件134中的每一个的转速。因此，省略了齿轮耦合结构135的详细描述。减速机300可被配置成基于减速比(例如，齿轮比)而对从电机124传输的电机转矩MT和通过曲轴链140传输的曲柄转矩CT执行加法或减法操作以产生输出转矩ST，并且可将输出转矩ST传输到凸轮轴150。凸轮轴150可包括经由基于从减速机300传输的输出转矩ST而被控制的旋转相位实现的吸气阀或排气阀的气门正时的变化。此外，基于输出转矩ST被控制的旋转相位的阀可等于通过凸轮轴150的旋转或第二突出体320(例如，在沿着圆周方向在有限角范围内画弧形的同时被调整的第二突出体320)的旋转而获得的旋转相位。

图2是示出图1中所示的智能电机控制器122的内部配置的示例性框图。参考图2，智能电机控制器122可与电机124集成(例如，构建到其中)，并且可被配置成执行电机控制操作，其可包括按照惯例由ECU 110执行的电机占空比计算。特别地，智能电机控制器122可包括CAN收发机122-1、实际相角(APA)检测器122-2、减法器122-3、占空值计算器122-5以及电机驱动器122-7。

CAN收发机122-1可被配置成通过运载工具中的CAN通信从ECU 110接收目标相角TPA(θ)，并且可被配置成将接收到的目标相角TPA(θ)输出到减法器122-3。APA检测器122-2可包括信号分离器122-2a，其可被配置成从与从传感器200接收到的感测信号相对应的输出波形分离曲轴位置信号CKP和凸轮轴位置信号CMP。此外，信号操作器122-2b可被配置成对曲轴位置信号CKP和凸轮轴位置信号CMP执行算术操作或比较操作以检测实际相角APA(θ)。减法器122-3可被配置成计算从CAN收发机122-1供应的目标相角TPA(θ)与从APA检测器122-2供应的实际相角APA(θ)之间的相位偏差“Δθ”。

占空值计算器122-5可被配置成基于来自减法器122-3的相位偏差“Δθ”、控制单元时间和减速比(例如，齿轮比)来确定用于凸轮轴150的输出转矩的加法或减法转矩值，并且可被配置成计算对应于加法或减法转矩值的占空值DUTY。该占空值可被配置成被传输到电机驱动器122-7以将凸轮轴150的位置调整至相对超前角(例如，提前角)或相对滞后角(例如，延迟角)。

特别地，可通过使用以下等式(1)来设定用于电机124的加法或减法转矩值：

Δθ∝2·CT+Z·MT·ε…(1)

其中，Δθ表示凸轮轴的期望相位变化速率，CT表示曲柄转矩，Z表示减速机的减速比，MT表示电机转矩，并且ε表示传输速率。

电机驱动器122-7可被配置成计算对应于与从占空值计算器122-5传输的占空值的相位偏差“Δθ”的占空比，并且可被配置成产生对应于计算的占空比的驱动电流。生成的驱动电流可被输出到电机124以调整电机124的旋转方向、转速以及转矩中的至少一个。智能电机控制器122可被配置成即使当ECU 110的操作故障、引擎的停止或启动或者引擎的过低旋转由于故障或运载工具事故而发生时自主地执行相位控制。因此，不从ECU 110供应目标相角TPA(θ)。换言之，当智能电机控制器122不能从ECU 110接收到目标相角TPA(θ)时，智能电机控制器122可被配置成通过使用实际相角APA(θ)来输出驱动电流，或者可被配置成将实际相角APA(θ)确定成默认值。因此，可输出对应于默认值的驱动电流。如上所述，智能电机控制器122可独立地操作。

图3是相对于图3中所示的线A-A的面对电机124的减速机300的示例性侧视图。参考图3，可提供多个第一突出体310。所述多个第一突出体310可在面对电机124的第一旋转构件132的侧面被沿着圆周方向设置，并可被相互间隔开。第一突出体310可以是相对于第一旋转构件132的中心以间隔角(例如，120度)设置的多个突出体群组310a至310c的单独组件。圆周方向可与由传感器200感测的区域相关。

特别地，第一突出体310的数目或突出体群组310a至310c的数目可基于传感器200的精度而增加或减小。此外，在突出体群组310a至310c中，可省略第一突出体310中的一个或两个以便标记被耦合到曲轴的活塞的参考点或上死点。例如，在图3中，第一突出体310可被示为被省略，然而，基于设计，可省略两个第一突出体310。换言之，可将其中突出体被省略的部分称为缺齿311。例如，当传感器200的感测区域在减速机300被配置成旋转时到达缺齿311时，从传感器200感生的电压波形可能失真，并且智能电机控制器122可被配置成确定参考点或上死点。在本示例性实施例中可使用缺齿311，但是不限于此。在其它示例性实施例中，第一突出体310之间的间隔可保持相等间隔，并且然后可在对应于参考点或上死点的位置处保持不相等间隔，并且可获得等效识别效果。

此外，第一旋转构件132可包括设置在突出体群组310a至310c之间的弧形狭槽133。可设置多个弧形狭槽133，并且可在面对电机124的第一旋转构件132的侧面在与可布置第一突出体310的相同方向上沿着圆周方向在特定布置角(例如，120度)处布置所述多个弧形狭槽133。

特别地，第二突出体320可具有小于弧形狭槽133的孔径长度的长度。第二突出体320可通过弧形狭槽133被暴露于外部，并且其位置可被传感器200感测。第二突出体320可具有与第一突出体310区别开的形状。第二突出体320可具有与弧形狭槽113中的凸轮轴150的旋转相位类似的旋转相位。换言之，可设置多个第二突出体320，并且所述多个第二突出体320中的每一个可以与凸轮轴150的旋转角类似的旋转角沿着弧形狭槽133平移。

如上所述，在根据本发明的示例性实施例的电子CVVT控制设备100中，可向与电机124集成(例如，构建到其中)的智能电机控制器122分配与由常规ECU执行的CVVT控制相关联的操作负荷。因此，可显著地减少ECU 110的操作负荷。此外，通过使用传感器200，可改善操作处理速度。

图4是图1中所示的传感器200的示例性输出波形。图5是从图4中所示的输出波形图分离的曲轴位置信号的示例性波形图。图6是从图4中所示的输出波形图分离的凸轮轴位置信号的示例性波形图。参考图2至图6，从传感器200接收到的感测信号可对应于可随时间而连续地或重复地输出的输出波形，该输出波形示出曲轴位置信号CKP的组件和凸轮轴位置信号CMP的组件。例如，输出波形的横轴可表示频率，并且竖轴可表示电压。

曲轴位置信号CKP的组件可对应于在频宽方面相对窄的频率波形，并且可基于具有相对端的长度或窄带宽的第一突出体310的突出体形状。凸轮轴位置信号CMP的组件可对应于在频宽方面相对宽的频率波形，并且可基于具有大于第一突出体310的弧形长度的第二突出体230的突出体形状。换言之，在输出波形中，曲轴位置信号CKP的分量和凸轮轴位置信号CMP的分量可被相互区别开。

因此，图2的信号分离器122-2a可被配置成从输出波形分离对应于图5中所示的曲轴位置信号CKP的频率波形和对应于图6中所示的凸轮轴位置信号CMP的频率波形。因此，信号分离器122-2b可被配置成对可包括图5的频率波形的曲轴位置信号CKP和凸轮轴位置信号CMP执行算术操作(例如，比较操作)。特别地，可用信号分离器122-2a将图6的频率波形从输出波形分离以检测实际相角APA(θ)。

在下文中，将详细地描述根据本示例性实施例的电机CVVT控制方法。图7是示出由图1的电子CVVT控制设备执行的电子CVVT控制方法的示例性流程图。参考图7，构建到电机中(例如，与之集成)的智能电机控制器可被配置成通过诸如CAN通信之类的运载工具网络通信从ECU接收目标相角TPA(θ)(S110)。附着在电机上的传感器可被配置成感测设置在被耦合到曲轴以旋转的第一旋转构件中的第一突出体的转速，并且可被配置成时间连续地感测设置在以一定齿轮比被齿轮耦合到第一旋转构件的第二旋转构件中的第二突出体的转速。因此，可产生对应于输出波形的感测信号。另外，智能电机控制器可被配置成从传感器接收感测信号(S120)。

此外，智能电机控制器的信号分离器可被配置成从感测信号分离对应于第一突出体的旋转的曲轴位置信号CKP和对应于第二突出体的旋转的凸轮轴位置信号CMP(S130)。智能电机控制器的信号分离器可被配置成通过使用曲轴位置信号CKP和凸轮轴位置信号CMP来检测实际相角APA(θ)。例如，一种通过使用曲轴位置信号CKP和凸轮轴位置信号CMP来计算或检测实际相角APA(θ)的方法可包括在CVVT中广义化的方法，并且在描述本实施例时可省略。另外，可向减法器供应实际相角APA(θ)(S140)。

智能电机控制器的减法器可被配置成计算所检测实际相角APA(θ)与预定目标相角TPA(θ)之间的相位偏差(S150)。智能电机控制器可被配置成计算占空值以基于计算的相位偏差来调整电机的电机转矩(S160)。智能电机控制器可被配置成生成对应于计算的占空值的驱动电流(S170)。此外，生成的驱动电流可被配置成被输出到电机，并且可调整电机的电机转矩(S180)。

在本示例性实施例中，计算占空值的过程可包括：通过CAN通信和RS-485通信的数字串行通信从控制器接收预定目标相角TPA(θ)，基于由传感器检测到的曲轴位置信号CKP和凸轮轴位置信号CMP来检测实际相角APA(θ)(S120至S140)，计算实际相角APA(θ)与目标相角TPA(θ)之间的相位偏差(S150)，以及基于计算的相位偏差来设置用于凸轮轴的输出转矩的加法或减法转矩值，并计算对应于加法/减法转矩值的占空值(S160)。根据本发明的示例性实施例，由于智能电机控制器接收到包括来自一个传感器的多个不同信号的感测信号以确定曲轴位置信号和凸轮轴位置信号，所以可快速地且准确地控制正时。

此外，根据本发明的本示例性实施例，由于与电机集成的智能电机控制器可被配置成与ECU合作地执行按照惯例由ECU执行以便控制电机的算术操作或者当ECU的操作失败时独立地执行算术操作，所以可减少按照惯例由ECU执行的操作负荷。例如，即使在紧迫情况下(例如，ECU的操作失败)，智能电机控制器可自主地执行相位控制，并且可快速地且精确地控制气门正时，即使当引擎的启动被终止或者引擎的转速低时。

上文已描述了许多示例性实施例。然而，将理解的是可进行各种修改。例如，如果按照不同的顺序和/或如果所述系统、架构、设备或电路中的组件被以不同的方式组合和/或被其它组件或其等价物替换或补充，则可实现适当结果。因此，其它实施方式在以下权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于控制电子连续可变气门正时(CVVT)的设备，包括：

电机和减速机，其被配置成调整随着内燃机的曲轴旋转的凸轮轴的相对旋转相位以调整吸气阀或排气阀的气门正时；

传感器，其被设置在面对减速机的电机的侧面的边界中，所述传感器被配置成确定被耦合到曲轴以旋转的第一旋转构件的第一突出体的转速；

第二旋转构件的第二突出体，所述第二旋转构件的第二突出体具有被配置成由传感器确定的转速，所述第二旋转构件以一定的齿轮比被齿轮耦合到第一旋转构件并被耦合到凸轮轴以旋转，

其中，所述传感器被配置成生成对应于输出波形的感测信号并被配置成输出所述感测信号，所述输出波形对应于每个转速；

智能电机控制器，其被耦合到所述电机并被配置成从传感器接收所述感测信号；

智能电机控制器被配置成从所述感测信号分离对应于第一突出体的旋转的曲轴位置信号和对应于第二突出体的旋转的凸轮轴位置信号，

其中，用以检测吸气阀或排气阀的实际相角的曲轴位置信号和凸轮轴位置信号被配置成由所述控制器比较；以及

相位偏差被配置成由所述智能电机控制器在所检测到的实际相角与预定目标相角之间计算，

其中，所述第一突出体和所述第二突出体沿着面对电机的减速机的侧面的圆周方向被设置。

2.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述第一突出体被包括在多个突出体群组中的一个中，

其中，所述多个突出体群组在面对电机的第一旋转构件的侧面沿着圆周方向被设置，并被相互间隔开，并且

其中，所述多个突出体群组相对于第一旋转构件的中心以一定间距角被设置。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一旋转构件包括在相邻突出体群组之间设置的弧形狭槽。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第二突出体具有大于第一突出体的弧形长度的弧形长度，并被配置成以与凸轮轴的旋转角类似的旋转角沿着弧形狭槽被调整。

5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第二突出体具有小于弧形狭槽的孔径长度的长度，并且所述第二突出体通过弧形狭槽被暴露且由传感器感测。

6.根据权利要求1所述的设备，所述智能电机控制器还包括：

实际相角(APA)检测器，所述APA检测器包括，

信号分离器，其被配置成从与感测信号对应的输出波形中分离曲轴位置信号和凸轮轴位置信号；以及

信号操作器，其被配置成对曲轴位置信号和凸轮轴位置信号执行算术操作或比较操作以检测实际相角。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述减速机能够是齿轮系或一般减速机，其具有行星齿轮。

8.根据权利要求1所述的设备，还包括：

在电机124的外壳的第一侧提供设置了传感器200的位置处的传感器安装组件，并且在所述外壳的第二侧提供设置了智能电机控制器122的控制器安装组件。

9.一种由电子CVVT控制设备执行的电子连续可变气门正时(CVVT)控制方法，包括：

致动电机和减速机以调整与内燃机的曲轴合作的凸轮轴的相对旋转相位以调整吸气阀或排气阀的气门正时；

由被耦合到电机的传感器感测在被耦合到曲轴以旋转的第一旋转构件中提供的第一突出体的转速，

按照时间连续序列感测在第二旋转构件中设置的第二突出体的转速，所述第二旋转构件以一定的齿轮比被齿轮耦合到第一旋转构件并被耦合到凸轮轴以旋转；

生成对应于输出波形的感测信号；以及

将感测信号输入到被耦合到电机的智能电机控制器；

通过使用智能电机控制器的信号分离器而从感测信号分离对应于第一突出体的旋转的曲轴位置信号和对应于第二突出体的旋转的凸轮轴位置信号；

比较曲轴位置信号和凸轮轴位置信号以通过使用信号计算器来检测吸气阀或排气阀的实际相角；以及

计算所检测到的实际相角与预定目标相角之间的相位偏差；以及

由所述智能电机控制器基于计算的相位偏差来计算占空值以调整电机的电机转矩。

10.权利要求9的电子CVVT控制方法，计算占空值还包括：

经由CAN通信和RS-485通信的数字串行通信来接收预定目标相角；

通过使用来自传感器的曲轴位置信号和凸轮轴位置信号来检测实际相角；

计算目标相角与实际相角之间的相位偏差；

基于计算的相位偏差来设定用于凸轮轴的输出转矩的加法或减法转矩值；以及

计算对应于加法或减法转矩值的占空值。