用于液压致动器的快速位置控制的装置和方法

摘要

提供了一种用于控制可利用脉冲宽度调制切换至接通状态和关断状态的致动器的方法、控制系统和可变阀正时系统。该系统和方法包括控制，其配置为在第一时间表上确定实际系统参数并且在第二时间表上确定期望系统参数。在第三时间表上，确定实际系统参数与期望系统参数之间的位置误差差值。第三时间表被配置为每当确定实际系统参数时并且每当确定期望系统参数时开始并且确定位置误差差值。确定期望占空比，且将占空比命令发送至脉冲宽度调制输出单元。

权利要求

1.一种用于控制可操作以利用方波信号的脉冲宽度调制在接通状态与关断状态之间切换的装置的方法，所述方法包括：在第一时间表上，执行确定实际系统参数的步骤A；

在第二时间表上，执行确定期望系统参数的步骤B；

在第三时间表上，确定所述实际系统参数与所述期望系统参数之间的位置误差差值，所述第三时间表被配置为每当完成步骤A时并且每当完成步骤B时开始并运行确定所述位置误差差值的步骤；

在所述第三时间表上，确定所述方波信号的期望占空比；

将占空比命令发送至脉冲宽度调制输出单元，所述占空比命令被配置为使所述脉冲宽度调制输出单元输出具有所述期望占空比的所述方波信号；

确定所述方波信号的实际占空比；

在所述第三时间表上确定所述实际占空比与所述期望占空比之间的占空比差值是否超过预定大误差阈值；

如果所述占空比差值超过所述预定大误差阈值，那么立即中止所述方波信号的当前脉冲重复周期并且开始具有所述期望占空比的所述方波信号的新脉冲重复周期；且如果所述占空比差值没有超过所述预定大误差阈值，那么结束所述方波信号的所述当前脉冲重复周期并且在所述当前脉冲重复周期结束之后开始所述新脉冲重复周期。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述期望占空比的步骤在确定所述位置误差差值的步骤之后执行，所述期望占空比部分地基于所述位置误差差值，且其中在第四时间表上执行确定所述实际占空比的步骤是，其中如果所述占空比差值超过所述预定大误差阈值，那么在所述第三时间表上执行立即中止所述当前脉冲重复周期并且基于所述期望占空比开始所述新脉冲重复周期的步骤，且其中如果占空比差值没有超过所述预定大误差阈值，那么在所述第四时间表上执行结束所述当前脉冲重复周期并且在所述当前脉冲重复周期结束之后开始所述新脉冲重复周期的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述第一时间表上执行确定所述实际系统参数的步骤A包括确定相对于曲轴角的实际凸轮轴角，且其中执行确定所述期望系统参数的步骤B包括确定期望相位，所述期望相位是相对于所述曲轴角的期望凸轮轴角，其中所述第四时间表被配置为当凸轮轴目标轮的下降边缘经过凸轮轴传感器时开始并且执行确定所述实际占空比的步骤。

4.一种用于控制可操作以利用方波信号的脉冲宽度调制在接通状态与关断状态之间切换的致动器的控制系统，所述控制系统包括：系统参数检测模块，其被配置为在第一时间表上确定实际系统参数；

系统期望模块，其被配置为在第二时间表上确定期望系统参数；

被配置为在第三时间表上运行的计算模块，所述计算模块被配置为：

确定所述实际系统参数与所述期望系统参数之间的位置误差差值，所述第三时间表被配置为每当所述系统参数检测模块确定所述实际系统参数时且每当所述系统期望模块确定所述期望系统参数时开始并运行确定所述位置误差差值的步骤；以及确定所述方波信号的期望占空比；

脉冲宽度调制输出单元，其被配置为输出具有所述期望占空比的所述方波信号；

命令模块，其被配置为将占空比命令发送至所述脉冲宽度调制输出单元，所述占空比命令被配置为使所述脉冲宽度调制输出单元输出具有所述期望占空比的所述方波信号；以及占空比确定模块，其被配置为确定所述方波信号的实际占空比，

其中所述计算模块进一步经配置以确定所述实际占空比与所述期望占空比之间的占空比差值是否超过预定大误差阈值；如果所述占空比差值超过所述预定大误差阈值，那么所述计算模块被配置为导致所述方波信号的当前脉冲重复周期立即中止并且使所述脉冲宽度调制输出单元开始具有所述期望占空比的所述方波信号的新脉冲重复周期；且如果所述占空比差值没有超过所述预定大误差阈值，那么所述命令模块被配置为允许结束所述方波信号的所述当前脉冲重复周期并且使所述脉冲宽度调制输出单元在所述当前脉冲重复周期结束之后开始所述新脉冲重复周期。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其中所述计算模块被配置为在确定所述位置误差差值之后确定所述期望占空比，所述期望占空比部分地基于所述位置误差差值，且其中所述占空比确定模块被配置为在第四时间表上确定所述方波信号的所述实际占空比。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其中所述实际系统参数包括相对于曲轴角的实际凸轮轴角，其中所述期望系统参数包括期望相位，所述期望相位是相对于所述曲轴角的期望凸轮轴角，且其中所述占空比确定模块被配置为开始所述第四时间表。

7.一种用于机动车辆的可变阀正时系统，所述可变阀正时系统包括：

凸轮轴，其被配置为使提升阀旋转并且控制所述提升阀的开度；

凸轮轴相位器致动器，其限定相位器腔体；

凸轮轴目标轮，其固定至所述凸轮轴并且具有多个目标边缘；

凸轮轴传感器，其被配置为感测所述目标边缘；

脉冲宽度调制(PWM)控制阀，所述PWM控制阀被配置为利用方波信号的脉冲持续时间调制被切换至接通状态和关断状态，以控制液压流体流入和流出所述相位器腔体来控制所述凸轮轴相对于曲轴的角位置；以及控制系统，其包括：

凸轮轴角检测模块，其被配置为基于来自所述凸轮轴传感器的反馈来在第一时间表上确定相对于曲轴角的实际凸轮轴角，所述反馈包括感测至少一个目标边缘的正时；

期望相位模块，其被配置为在第二时间表上确定相对于所述曲轴角的期望凸轮轴角；

被配置为在第三时间表上运行的计算模块，所述计算模块被配置为：

确定所述实际凸轮轴角与所述期望凸轮轴角之间的位置误差差值，所述第三时间表被配置为每当所述凸轮轴角检测模块确定所述实际凸轮轴角时并且每当所述期望相位模块确定所述期望凸轮轴角时开始并且运行确定所述位置误差差值的步骤；以及确定所述方波信号的期望占空比；

命令模块，其被配置为将占空比命令发送至所述PWM控制阀，所述占空比命令被配置为使所述PWM控制阀输出具有所述期望占空比的所述方波信号；以及占空比确定模块，其被配置为确定所述方波信号的实际占空比，所述计算模块进一步被配置为确定所述实际占空比与所述期望占空比之间的占空比差值是否超过预定大误差阈值；如果所述占空比差值超过所述预定大误差阈值，那么所述计算模块被配置为导致所述方波信号的当前脉冲重复周期立即中止并且使所述脉冲宽度调制输出单元开始具有所述期望占空比的所述方波信号的新脉冲重复周期；且如果所述占空比差值没有超过所述预定大误差阈值，那么所述命令模块被配置为允许结束所述方波信号的所述当前脉冲重复周期并且使所述脉冲宽度调制输出单元在所述当前脉冲重复周期结束之后开始所述新脉冲重复周期。

说明书

用于液压致动器的快速位置控制的装置和方法

技术领域

[0001] 本技术领域涉及一种用于控制可利用方波信号的脉冲持续时间调制切换至“接通”状态和“关断”状态的装置的方法和控制系统。

背景技术

[0002] 脉冲持续时间调制或脉冲宽度调制(PWM)是用于控制致动器在接通状态与关断状态之间的功率的方法。接通状态持续时间与脉冲重复周期之间的比率被称为“脉冲占空系数”或“占空比”。

[0003] 例如，这种PWM系统可用于驱动凸轮相位器中的油控制阀，以改变凸轮轴角相对于曲轴角的相位。然而，这种系统可能具有非期望延迟，这是因为在第一独立时间表上测量实际凸轮轴角位置(相对于曲轴角)并且将其存储在存储器中的频率远低于在第二独立时间表上计算期望的凸轮轴角。可运行第三独立时间表来确定实际凸轮轴角与期望凸轮轴角之间的差值，其中实际或期望凸轮轴角中的任一个在第三时间表中使用它们的时间之前可为过时信息。然后可基于实际凸轮轴角与期望凸轮轴角之间的差值来确定期望占空比，这通常在前一占空比的周期之后实施。

[0004] 因而，系统可能有延迟，并且因为延迟发生于各种时间表上的事件，所以延迟长度对于快节奏系统(诸如凸轮相位器油阀控制)而言可能是不可预测的和/或太慢。

发明内容

[0005] 本公开通过开始用于每当确定实际系统参数和期望系统参数中的一个时确定这两者之间的差值的时间表来提供检测实际系统参数与确定期望系统参数之间的同步。因此，可使用最近的实际和期望参数信息来计算期望占空比。另外，如果在期望占空比与实际占空比之间存在大误差(超过预定阈值)，那么可立即中止PWM信号周期，且可立即以新的期望占空比重启PWM信号周期。

[0006] 在可与本文公开的其它形式组合或分离的一种形式中，提供了一种用于控制可操作以利用方波信号的脉冲宽度调制在接通状态与关断状态之间切换的装置的方法。该方法包括执行在第一时间表上确定实际系统参数的步骤A以及执行确定第二时间表上的期望系统参数的步骤B。在第三时间表上，该方法包括确定实际系统参数与期望系统参数之间的位置误差差值。第三时间表被配置为每当完成步骤A并且每当完成步骤B时开始并运行确定位置误差差值的步骤。进一步在第三时间表上，该方法包括确定方波信号的期望占空比。该方法还包括将占空比命令发送至脉冲宽度调制输出单元。占空比命令被配置为使脉冲宽度调制输出单元输出具有期望占空比的方波信号。

[0007] 在可与本文公开的其它形式组合或分离的另一种形式中，提供了一种用于控制可操作以利用方波信号的脉冲宽度调制在接通状态与关断状态之间切换的致动器的控制系统。该控制系统包括系统参数检测模块和系统期望模块，该系统参数检测模块被配置为在第一时间表上确定实际系统参数，该系统期望模块被配置为在第二时间表上确定期望系统参数。计算模块被配置为在第三时间表上运行，其中计算模块被配置为确定实际系统参数与期望系统参数之间的位置误差差值。第三时间表被配置为每当系统参数检测模块确定实际系统参数时且每当系统期望模块确定期望系统参数时开始并运行确定位置误差差值的步骤。计算模块进一步被配置为确定方波信号的期望占空比。脉冲宽度调制输出单元被配置为输出具有期望占空比的方波信号，而命令模块被配置为将占空比命令发送至脉冲宽度调制输出单元。占空比命令被配置为使脉冲宽度调制输出单元输出具有期望占空比的方波信号。

[0008] 在可与本文公开的其它形式组合或分离的又一形式中，提供了一种用于机动车辆的可变阀正时系统。该可变阀正时系统包括凸轮轴以及凸轮轴相位器，该凸轮轴被配置为使提升阀旋转并控制其开度，该凸轮轴相位器限定相位器腔体。凸轮轴目标轮被固定至凸轮轴并且具有多个目标边缘，且凸轮轴传感器被设置并且被配置为感测目标边缘。脉冲宽度调制(PWM)控制阀被配置为利用方波信号的脉冲持续时间调制被切换至导通状态和关断状态，以控制液压流体流入和流出该相位器腔体来控制凸轮轴相对于曲轴的角位置。提供一种包括凸轮轴角检测模块的控制系统，该凸轮轴角检测模块被配置为基于来自凸轮轴传感器的反馈来在第一时间表上确定相对于曲轴角的实际凸轮轴角，该反馈包括感测至少一个目标边缘的正时。期望相位模块被配置为在第二时间表上确定相对于曲轴角的期望凸轮轴角。计算模块被配置为在第三时间表上运行。计算模块被配置为确定实际凸轮轴角与期望凸轮轴角之间的位置误差差值。第三时间表被配置为每当凸轮轴角检测模块确定实际凸轮轴角时且每当期望相位模块确定期望凸轮轴角时开始并运行确定位置误差差值的步骤。计算模块进一步被配置为确定方波信号的期望占空比。命令模块被配置为将占空比命令发送至PWM控制阀，其中占空比命令被配置为使PWM控制阀输出具有期望占空比的方波信号。

[0009] 可提供附加特征，包括但不限于以下项：该方法或控制系统被配置为确定方波信号的实际占空比；该方法或控制系统被配置为确定实际占空比与期望占空比之间的占空比差值是否超过第三时间表上的预定大误差阈值；如果占空比差值超过预定大误差阈值，那么立即中止方波信号的当前脉冲重复周期，并且开始具有期望占空比的方波信号的新脉冲重复周期；如果占空比差值没有超过预定大误差阈值，那么完成方波信号的当前脉冲重复周期，并且在完成当前脉冲重复周期之后开始新脉冲重复周期；在确定位置误差差值之后确定期望占空比；期望占空比部分地基于位置误差差值；在第四时间表上确定实际占空比；如果占空比差值超过在第三时间表上执行的预定大误差阈值，那么基于期望占空比立即中止当前脉冲重复周期并开始新脉冲重复周期；如果占空比差值没有超过在第四时间表上执行的预定大误差阈值，那么完成当前脉冲重复周期并在完成当前脉冲重复周期之后开始新脉冲重复周期；其中在第一时间表上确定实际系统参数包括确定相对于曲轴角的实际凸轮轴角；其中确定期望系统参数包括确定期望相位，该期望相位是相对于曲轴角的期望凸轮轴角；其中第四时间表被配置为当凸轮轴轮的边缘通过凸轮轴传感器时开始并确定实际占空比，该边缘是上升边缘和/或下降边缘；其中将占空比命令发送至脉冲宽度调制输出单元的方法或控制系统被配置为使脉冲宽度调制输出单元输出方波信号以控制凸轮轴角与曲轴角之间的旋转定相；该方法或控制系统包括利用方波信号控制油控制阀以通过驱动致动器在第一腔室与第二腔室之间建立压力平衡；其中实际系统参数包括相对于曲轴角的实际凸轮轴角；其中期望系统参数包括期望相位；且其中该控制系统被配置为控制凸轮轴角与曲轴角之间的旋转定相。

[0010] 结合附图和所附权利要求，从本公开的许多方面的以下详细描述中，本公开的以上特征和优点以及其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

[0011] 包括附图仅用于说明，而并非旨在限制本公开或所附权利要求的范围。

[0012] 图1是根据本公开的原理的包括用于控制凸轮轴相位器的控制系统的可变阀正时系统的示意图；

[0013] 图2是根据本公开的原理的沿着图2的线2-2截取的凸轮轴目标轮的示意侧视图；

[0014] 图3是说明根据本公开的原理的图1的控制系统的框图；

[0015] 图4是说明根据本公开的原理的控制可操作以利用方波信号的脉冲宽度调制在接通状态与关断状态之间切换的装置(诸如图1中所示的可变阀正时系统)的方法的框图；且[0016] 图5是说明根据本公开的原理的受期望和实际占空比影响的方波信号的时间图。

具体实施方式

[0017] 以下详细描述本质上仅仅是示例性的，而并不旨在限制应用和用途。

[0018] 现在参考图1，说明了可变阀正时系统并且总体以10表示该可变阀正时系统。可变阀正时系统10可包括控制系统11或是控制系统11的一部分，该控制系统11包括控制器12和脉冲宽度调制(PWM)控制阀14。PWM控制阀14可操作以控制凸轮轴相位器致动器16，其被配置为控制和改变凸轮轴18相对于曲轴(在20处示意地示出)的角位置。如本领域中已知，凸轮轴18被配置为使提升阀22(通常为多个提升阀22)旋转并且控制该提升阀的开度，该提升阀是发动机汽缸的进气阀和/或排气阀。

[0019] 凸轮轴相位器致动器16限定了相位器腔体34，该相位器腔体在可承载发动机的正时皮带(未示出)的外环39与连接至凸轮轴18的内推进器31之间具有多个叶片34A、34B。作为示例，凸轮轴相位器致动器16的外环39可在曲轴20每旋转两次便旋转一次，并且允许油被施加至相位器腔体叶片34A、34B。凸轮轴相位器致动器16内部的滑块或活塞26被配置为将用于叶片34A、34B的供应管线32A、32B连接至相位器供应通道36或排放管38。作为示例，滑块或活塞26可被配置为双向移动以平衡叶片腔室34A、34B中的每一个之间的压力。通过改变被供应至凸轮轴推进器31的液压流体(油)的量，凸轮轴18的角度定向可相对于曲轴20的角度定向移位。

[0020] PWM控制阀14中的线圈将凸轮轴相位器致动器16转换为接通状态或关断状态以控制凸轮轴相位器致动器16。更具体地，PWM控制阀14可操作以利用方波信号的脉冲宽度调制将凸轮轴相位器致动器16切换为接通状态和关断状态。

[0021] 参考图1和2，凸轮轴目标轮40固定至凸轮轴18并相对于推进器31固定。凸轮轴目标轮40具有多个目标边缘42。在这种情况下，存在四个目标边缘42。在图2的定向中，如果凸轮轴目标轮40如箭头44所指示般沿着逆时针方向旋转，那么凸轮轴传感器46(图1中所示)可被配置为感测目标边缘42，并且更具体地，感测目标的下降边缘42。在一些变型中，目标边缘42的上升和下降边缘两者均可由凸轮轴传感器46检测。通过检测目标边缘42，凸轮轴传感器46能够检测凸轮轴18的角位置。基于被设置在曲轴轮上的多个齿50，曲轴传感器48可用于类似地检测角曲轴位置。控制器12然后可关联凸轮轴18相对于曲轴20的角位置。

[0022] 现在参考图3，说明了控制系统11的其它细节，包括控制器12和PWM控制阀14。应当理解的是，控制器12可为动力系控制模块并且可包括一个或多个控制器或控制系统。

[0023] PWM控制阀14通常可施加于凸轮轴相位器致动器16，例如将可变占空比信号52施加于开关54，诸如晶体管。开关54可连接在线圈56的低侧与接地参考58之间。在该示例中，线圈56的高侧可连接至大约12伏特的电源电压V+。当PWM控制阀14接通时，开关54导通，且线圈56中的电流指数地增加至平均电流，该平均电流是跨线圈56的电压以及线圈电阻的预定函数。当PWM控制阀14关断时，开关54不导通，且线圈56中的电流指数衰减至零。对于给定的占空比，PWM控制阀14将基本上保持在与线圈56中的平均电流对应的固定位置处。

[0024] 凸轮轴位置传感器46和曲轴位置传感器48分别向控制器12提供输出信号60和62。输出信号60、62然后可由控制器12组合以确定曲轴20与凸轮轴18之间的相对相位。

[0025] 控制器12提供对曲轴20与凸轮轴18之间的定相的响应性的精确控制，以提供减少排放的益处和提高燃料经济性。例如，继续参考图3中所说明的控制系统11，控制器12可通过图4中所说明的控制操作100来提供对定相的控制。

[0026] 例如，控制器12可具有系统参数检测模块64，其被配置为在第一时间表上确定实际系统参数，诸如实际凸轮角。因此，控制操作或方法100可包括执行确定第一时间表AA上的实际系统参数(诸如实际凸轮角)的步骤A。在可变凸轮定相系统的示例中，凸轮传感器46检测目标轮40上的边缘42。在凸轮目标轮40上可存在少量的边缘42，诸如彼此间隔开约90度间隔的四个边缘42。无论何时凸轮传感器46检测到边缘42，步骤A均可确定凸轮位置，也被称为实际凸轮角。在一些情况下，凸轮位置是检测到的边缘42相对于曲轴角减去边缘42的标称(驻车)位置的位置，且系统参数检测模块64可将凸轮定相角确定为偏离驻车某个度数。在这种情况下，每个目标轮转数存在四个边缘42，且凸轮轴18的转动速度通常为曲轴20的一半。因此，在约600rpm的空转速度下，约每50ms将感测到目标边缘42，且第一时间表AA将约每隔50ms运行一次。方法100然后可包括每当检测到凸轮角时将凸轮角写入存储器66的步骤102。

[0027] 控制器12可包括系统期望模块68，其被配置为在第二时间表上确定期望系统参数，诸如期望凸轮角。因此，控制操作或方法100可包括执行确定第二时间表BB上的期望系统参数(诸如期望凸轮角)的步骤B。在可变凸轮定相系统的示例中，第二时间表BB可在固定时间循环中运行，诸如每隔10ms运行一次。例如，可从转矩请求或其它参数确定期望凸轮角。

[0028] 控制系统11可包括计算模块70，其被配置为在第三时间表上运行，其中计算模块70被配置为确定实际系统参数(诸如实际凸轮角)与期望系统参数(诸如期望凸轮角)之间的位置误差差值，并且确定方波信号的期望占空比。因此，控制操作或方法100可包括执行在第三时间表上确定实际系统参数(例如，实际凸轮角)与期望系统参数(例如，期望凸轮角)之间的位置误差差值CC的步骤104。方法100还可包括也可在第三时间表CC上确定方波信号的期望占空比的步骤106，该期望占空比可部分基于位置误差差值。

[0029] 第三时间表CC被配置为每当确定实际系统参数和期望系统参数中的任一个时开始并运行确定位置误差差值104的步骤。换言之，每当步骤A完成时并且每当完成步骤B时，第三时间表CC开始并且运行确定位置误差差值的步骤104，并且随后运行确定期望占空比的步骤106。因此，第三时间表CC通过在来自第一时间表AA和第二时间表BB两者的事件完成时开始来同步第一时间表AA和第二时间表BB。

[0030] 期望占空比可由计算模块和/或在步骤106中例如通过使用PID(比例加微分加积分)控制方案来确定。这可包括参考来自控制器12中的存储器的当前PID范围。PID控制范围可能是动态的，因为它的大小可能随系统条件而变化。然后可将当前位置误差差值与当前PID控制范围进行比较。如果位置误差差值在当前PID控制范围内，那么将用于在可接受的瞬态响应下可控地将位置误差差值朝零驱动的合适的控制策略施加至液压控制系统11，诸如常规的控制策略，其提供最小的过冲、最小上升和稳定时间以及最小振荡。分析和设定指示学习控制占空比状态的存储状态标志的状态。如果设定了新的学习控制占空比标志，那么新的占空比可用于控制，需要复位发现了控制命令的积分器。因此，积分器基于新的学习控制占空比进行复位。在重新初始化积分器之后，复位新的学习控制占空比。接下来，或如果尚未设定新的学习控制占空比标志，那么参考一组电流控制增益，包括比例增益和积分增益，这可能是动态增益，因为它们的大小可能远离作为学习控制占空比大小变化的函数的初始校准值。增益可随着与曲轴20的旋转速率成比例的发动机转速(rpm)而变化。

[0031] 然后可将期望位置命令确定为学习控制占空比、增益和位置误差差值的函数。然后可施加期望位置命令来确定要施加至开关54的占空比命令信号，以提供凸轮轴相位器致动器16的滑块的期望位置。可以任何合适的方式(诸如通过识别线圈56需要将PWM阀14保持在提供期望位置的状态中所需的电流波形并且通过识别提供这种电流波形所需的PWM信号)来确定占空比命令信号。然后可将期望占空比然后输出至命令模块72。

[0032] 因此，确定期望占空比的步骤106可部分基于在步骤104中确定的位置误差差值并且发生在步骤104中确定位置误差差值的步骤之后。因此，计算模块70可被配置为在确定位置误差差值之后确定期望占空比，该期望占空比部分地基于位置误差差值。

[0033] 命令模块72被配置为将占空比命令信号74发送至脉冲宽度调制输出单元，诸如PWM控制阀14。占空比命令信号74被配置为使脉冲宽度调制输出单元14将具有期望占空比的方波信号输出至例如凸轮轴相位器致动器16。因此，方法100可包括将占空比命令发送至PWM输出单元14的步骤108，该占空比命令被配置为使PWM输出单元14输出具有期望占空比的方波信号。

[0034] 在控制系统11的一些变型中，控制器12和方法100可包括被配置为改变占空比命令何时被发送至PWM阀14的定时的控制。例如，控制器12可包括占空比确定模块76，其被配置为确定可能在第四时间表上发生的方波信号的实际占空比。计算模块70可进一步被配置为确定实际占空比与期望占空比之间的占空比差值是否超过预定大误差阈值(校准值)。如果占空比差值超过预定大误差阈值，那么计算模块70可被配置为导致方波信号的当前脉冲重复周期立即中止并且使脉冲宽度调制输出单元14开始具有期望占空比的方波信号的新脉冲重复周期。如果占空比差值没有超过预定大误差阈值，那么命令模块70可被配置为允许方波信号的当前脉冲重复周期结束并且使脉冲宽度调制输出单元14在当前脉冲重复周期结束之后开始新脉冲重复周期。

[0035] 因此，控制或方法100可包括例如在第四时间表DD上确定实际占空比的步骤110。可从恰恰最后一个脉冲重复周期收集实际占空比。在一些情况下，每当目标轮40的下降边缘42经过凸轮轴传感器46时和/或每当上升和下降边缘42中的任一个经过凸轮轴传感器46时，第四时间表DD可开始并且运行确定实际占空比的步骤。对于切换凸轮轴相位器致动器
16以移动凸轮轴18的相位的输出驱动器开关的每个状态改变，实际占空比可在每个脉冲重复周期中执行两次。可更经常地确定实际占空比，以提供大部分当前数据以确定是否存在大的位置误差差值。

[0036] 方法100可进一步包括可在第三时间表CC上发生的步骤112：确定实际占空比与期望占空比之间的占空比差值是否超过预定大误差阈值。

[0037] 如果占空比差值没有超过预定大误差阈值，那么方法100可从步骤112沿着路径114前进至步骤108，在该步骤108中将占空比命令发送至PWM输出单元14，这(在没有干预的情况下)发生在当前占空比的当前脉冲重复周期结束之后。如果占空比差值没有超过预定大误差阈值，那么方法100包括结束方波信号的当前脉冲重复周期并且基于在步骤106中确定的期望占空比在当前脉冲重复周期结束之后开始新脉冲重复周期。

[0038] 然而，如果占空比差值超过预定大误差阈值，那么如在步骤112中所确定的，方法100沿着路径116前进至步骤118，该步骤118包括立即中止方波信号的当前脉冲重复周期并且开始具有在步骤106中确定的期望占空比的新脉冲重复周期。通过第四时间表DD可将中止当前脉冲重复周期并且开始具有期望占空比的新脉冲重复周期的命令发送至将占空比命令发送至PWM控制单元14的步骤108。

[0039] 因此，在发生大幅变化的情况下，控制和/或方法100复位脉冲重复周期以立即重新开始具有新的期望占空比的新脉冲重复周期。

[0040] 在图4中，在时间表AA、BB、CC、DD中的每一个上运行的每个步骤用不同的交叉阴影说明以指示每个步骤或任务在哪个时间表上运行。例如，步骤A和102可在第一时间表AA上运行；步骤B可在第二时间表BB上运行；步骤104、106、112和118可在第三时间表CC上运行，且步骤108和110可在第四时间表DD上运行。

[0041] 现在参考图5，时间图200进一步解释了控制系统11和方法100。顶部部分202说明了由计算单元70和/或在步骤106中以时间ti、tii、tiii、tiv、tv、tvi、T1、tvii、tviii、tix、tx、txi、txiii、T2、T3、txiv、txv和txvi开始的等间距间隔开的时间间隔确定的当前可用期望占空比204；如上文所解释，这些时间间隔可为例如10ms长。中间部分205说明了由PWM控制阀14输出的PWM输出方波信号206。底部部分208说明了输出驱动器开关的状态210。

[0042] 在该示例中，脉冲重复周期P1A开始于起始点S1A，其中输出信号处于接通状态。输出信号在占空比D1的持续时间内保持开启，且然后关断，直至下一个脉冲重复周期起始点P1B的起始点S1B。方波输出信号206的占空比D1基于可用的期望占空比204。在替代方案中，应当理解的是，每个脉冲重复周期可从输出信号处于关断状态开始。

[0043] 在时间T1，期望占空比204增加，并且为了该示例的目的确定期望占空比204与实际占空比D1之间的差值在时间T1超过大误差阈值，并且因此112＝Y(是)。因此，当前脉冲重复周期P1B立即中止，且在具有新的期望占空比D2的起始点S2A处开始新脉冲重复周期P2A。在完成脉冲重复周期P2A之后，因为可用期望占空比204在起始点S2A和S2B之间没有变化，所以在具有相同期望占空比D2的起始点S2B处开始另一个脉冲重复周期P2B(持续时间与脉冲重复周期P2A相同)。

[0044] 然而，在时间T2，可用的期望占空比204没有变化，并且为了该示例的目的确定期望占空比204与实际占空比D2之间的差值在时间T2没有超过大误差阈值，并且因此112＝N(否)。因此，当前脉冲重复周期P2B持续经过时间T2直至脉冲重复周期P2B结束。在时间T3，新脉冲重复周期P3A开始于具有新的期望占空比D3的起始点S3A，但是因为期望占空比204在时间T2没有超过大误差阈值，所以在开始新的脉冲重复周期P3A之前没有发生上一个脉冲重复周期P2B的中止。

[0045] 底部部分208说明了对于输出驱动器开关的每个状态改变，每个周期P1A、P1B、P2A、P2B、P3A计算实际占空比210两次。例如，在第一周期P1A期间的点C1和C2处、在第二周期P1B期间的点C3和C4处、在第三周期P2A期间的点C5和C6处、在第四周期P2B期间的点C7和C8处以及在第五周期P3A期间的点C9和C10处计算实际占空比周期。

[0046] 每当在时间表AA和BB中发生关键事件时，时间表AA和BB之间的同步通过开始时间表CC提供消除延迟，使得延迟不会长于最长时间表。因此，延迟更短且更可预测，使得凸轮轴相位器致动器16的预测更加准确。

[0047] 术语控制器、控制模块、模块、控制、控制单元、处理器和类似术语是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元(例如，微处理器)以及呈存储器和存储装置(只读、可编程只读、随机存取、硬盘等)的形式的相关非暂时性存储器部件的任何一个或各种组合。非暂时性存储器部件可能能够存储呈一个或多个软件或固件程序或例程的形式的机器可读指令，是组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、信号调节和缓冲电路，以及可由提供所描述功能性的一个或多个处理器存取的其它部件。

[0048] 输入/输出电路和装置包括模拟/数字转换器以及监测来自传感器的输入的相关装置，其中这些输入以预设采样频率或响应于触发事件而监测。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语意味着包括刻度和查找表的任何控制器可执行指令集。每个控制器执行控制例程以提供期望功能，该功能包括监测来自感测装置和其它联网控制器的输入以及执行控制和诊断例程以控制致动器的操作。例程可以规则的间隔而执行，例如正进行的操作期间每100微秒执行一次。替代地，例程可以响应于触发事件的发生而执行。

[0049] 控制器之间的通信以及控制器、致动器和/或传感器之间的通信可使用直接有线点对点链路、联网通信总线链路、无线链路或任何另一种合适的通信链路而实现。通信包括以任何合适形式交换数据信号，包括(例如)经由导电介质交换电信号、经由空气交换电磁信号、经由光学波导交换光学信号等。

[0050] 数据信号可包括表示来自传感器的输入的信号、表示致动器命令的信号以及控制器之间的通信信号。术语“模型”是指基于处理器或处理器可执行代码以及模拟装置或物理过程的物理存在的相关刻度。如本文所使用，术语“动态的”和“动态地”描述了实时执行并且以监测或以其它方式确定参数的状态和在例程的执行期间或例程执行的迭代之间规则地或定期地更新参数的状态为特征的步骤或程序。

[0051] 控制系统11可被配置为执行方法100的每个步骤。因此，关于图1至5的整个描述可由控制系统11施加以实现图4中所示的方法100。另外，控制系统11可为或包括控制器，该控制器包括被配置为执行方法100的步骤的多个控制逻辑。

[0052] 控制系统11的控制器可包括计算机可读介质(又称为处理器可读介质)，其包括参与提供可由计算机(例如，由计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的任何非暂时性(例如，有形)介质。此介质可呈许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可包括(例如)光盘或磁盘和其它持久存储器。易失性存储器可以包括(例如)可构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。此类指令可以由一种或多种传输介质(包括同轴电缆、铜线和光纤(包括具有联接至计算机的处理器的系统总线的导线))传输。一些形式的计算机可读介质包括(例如)软磁盘、软盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其它任何光学介质、穿孔卡、纸带、带有穿孔图案的任何其它物理介质、RAM、PROM、EPROM、闪烁-EEPROM、任何其它存储器芯片或存储器盒或计算机可读的任何其它介质。

[0053] 查找表、数据库、数据仓库或本文描述的其它数据存储装置可包括用于存储、存取和检索各种数据的各种机构，包括分层数据库、文件系统中的文件集、专用格式的应用程序数据库、关系型数据库管理系统(RDBMS)等。每个这样的数据存储装置均可包括在采用诸如上述一种操作系统的计算机操作系统的计算装置内，并且可经由网络以各种方式中的任何一种或多种来存取。文件系统可从计算机操作系统存取，并且可包括以各种格式存储的文件。RDBMS除用于创建、存储、编辑和执行已存储的程序的语言(诸如上述PL/SQL语言)之外还可以采用结构化查询语言(SQL)。

[0054] 控制系统11可包括用于动态预测的算法，其中输出致动器的时间特性在系统的状态方程的系数中被描述。例如，模型预测控制(MPC)选择其输出命令使得以优化方式实现系统参数的目标轨迹。这要求在优化中考虑致动器的时间常数和延迟，这只有在它们可重现且不依赖于来自非同步时间表的可变延迟时才是可能的。所公开的控制系统和方法通过在实际或期望系统参数发生变化时开始依赖时间表来最小化这些延迟。

[0055] 说明书本质上仅仅是示例性的，并且变型旨在本公开的范围内。本文所示的示例可以各种方式进行组合，而不会超出本公开的精神和范围。这样的变化不被认为是脱离本公开的精神和范围。