CN102797527A - 可变气门致动器的开关时刻测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变气门致动器的开关时刻测量方法，包括：提供一可变气门致动器的开关时刻测量判定系统；设置气门开启位移X1、气门关闭位移X2；为所述压力传感器设置开启压力阈值、关闭压力阈值、开启压力跨阈时差、关闭压力跨阈时差；通过所述压力传感器测试压力曲线；从所述压力曲线，找到开启压力跨阈时刻，推算气门开启时刻t1=所述开启压力跨阈时刻+所述开启压力跨阈时差；由所述关闭压力跨阈时刻及所述关闭压力跨阈时差，推算气门关闭时刻t2=所述关闭压力跨阈时刻+所述关闭压力跨阈时差。本发明可变气门致动器的开关时刻测量方法，可以解决在不使用位移传感器的情况下对可变气门致动器进行控制，简单可靠。

Description

可变气门致动器的开关时刻测量方法

技术领域

本发明总体上涉及致动器以及用于控制该致动器的相关方法与系统，特别是通过压力信号精确地判断及控制气门开关时刻。

背景技术

由于发动机可变气门系统对控制时刻的精确度具有较高的要求，但是控制系统的核心是快速换向阀的控制，快速换向阀的精确控制受到温度（线圈的阻抗随着温度的变化而变化）、电压（工作电压随着汽车打开电器的多少而变化）变化，导致同样控制信号下控制快速换向阀的实际工作电流可能不同，电磁阀动作不准确。同时快速换向阀和油缸运动还受到系统油压、工作油粘度（随着温度的变化，油的粘度的变化）的影响，导致运动阻力变化从而影响到电磁阀动作。

在对发动机可变气门系统进行控制时，一般情况下必须获取发动机可变气门的位移变化情况。在目前的相关系统中，对该位移变化的测量都是使用位移传感器直接测量气门位移变化。但是位移传感器成本较高、安装空间需求大、鲁棒性差。这些直接影响发动机可变气门系统的产业化。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种可变气门致动器的开关时刻测量方法，使用一个或两个压力传感器来代替位移传感器，来判断及控制气门开关事件的起始时刻。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可变气门致动器的开关时刻测量方法，其特征在于，包括：

（100）提供一可变气门致动器的控制系统：包括至少具有上端口测压区和下端口测压区的致动器、安装在所述上端口测压区和下端口测压区之一的压力传感器、电子控制单元、致动换向阀、高压液压源、低压液压源和发动机气门；

（102）设置气门开启位移X1、气门关闭位移X2；

（104）为所述压力传感器设置开启压力阈值、关闭压力阈值、开启压力跨阈时差、关闭压力跨阈时差；

（200）通过所述压力传感器测试压力曲线；

（202）从所述压力曲线，找到开启压力跨阈时刻，即开启气门时压力值超过所述开启压力阈值的时刻；

（300）、由所述开启压力跨阈时刻及所述开启压力跨阈时差，推算气门开启时刻t1，

  t1  = 所述开启压力跨阈时刻 + 所述开启压力跨阈时差，

            此时气门的位移为气门开启位移X1；

（302）、由所述关闭压力跨阈时刻及所述关闭压力跨阈时差，推算气门关闭时刻t2：

     t2  = 所述关闭压力跨阈时刻 + 所述关闭压力跨阈时差，

此时气门的位移为气门关闭位移X2。

在本发明一个较佳实施例中，在所述致动器的至少一种工况的变化范围内，分别标定所述开启压力跨阈时差及关闭压力跨阈时差，所述开启压力跨阈时差及关闭压力跨阈时差各为一组多个数据。

在本发明一个较佳实施例中，其中所述开启压力阈值和所述关闭压力阈值相同。

在本发明一个较佳实施例中，所述致动器，带动发动机气门的开启和关闭，还包括：

壳体，具有所述上端口和下端口

在所述壳体中的致动油缸，沿纵向的第一方向和第二方向分别具有第一端部和第二端部；

在所述油缸中的致动活塞，具有第一表面和第二表面，沿着纵向可移动；

第一流体空间，由所述致动油缸的第一端部和所述致动活塞的第一表面限定；

第二流体空间，由所述致动油缸的第二端部和所述致动活塞的第二表面限定；

第一弹簧系统，沿第二方向偏压致动活塞；

第二弹簧系统，沿第一方向偏压致动活塞；

至少一个活塞杆，连接到所述致动活塞的第一表面和第二表面中的一个；

流体旁路，当所述致动活塞没有充分接近所述致动油缸的第一端部和第二端部的任一个时，所述流体旁路有效地短接所述第一流体空间和所述第二流体空间；

第一流动机构，控制所述第一流体空间和所述第一端口之间的流体连通；和

第二流动机构，控制所述第二流体空间和所述第二端口之间的流体连通；其中：

当所述流体旁路基本上开启时，所述第一流动机构和所述第二流动机构中的至少一个至少部分地关闭；

当所述流体旁路基本上关闭时，所述第一流动机构和所述第二流动机构中的每一个至少部分地开启；

所述致动换向阀分别通过上流体管线和下流体管线为所述上端口和下端口供油。

在本发明一个较佳实施例中，所述压力传感器安装在所述上端口测压区；

所述开启压力阈值为第一开启压力阈值Pt11、所述关闭压力阈值为第一关闭压力阈值Pt12、所述开启压力跨阈时差为第一开启压力跨阈时差dt11、所述关闭压力跨阈时差为第一关闭压力跨阈时差dt12、所述压力曲线为第一压力曲线，所述开启压力跨阈时刻为第一开启压力跨阈时刻t11；

由所述第一开启压力跨阈时刻t11及所述第一开启压力跨阈时差dt11，推算所述气门开启时刻t1：

  t1=t11+ dt11， 

由所述第一关闭压力跨阈时刻t12及所述第一关闭压力跨阈时差dt12，推算所述气门关闭时刻t2：

  t2=t12+ dt12。

在本发明一个较佳实施例中，其中所述第一开启压力阈值Pt11和所述第一关闭压力阈值Pt12相同。

5、根据权利要求1所述的可变气门致动器的开关时刻测量方法，其特征在于，所述压力传感器安装在所述下端口测压区；

所述开启压力阈值为第二开启压力阈值Pt21、所述关闭压力阈值为第二关闭压力阈值Pt22、所述开启压力跨阈时差为第二开启压力跨阈时差dt21、所述关闭压力跨阈时差为第二关闭压力跨阈时差dt22、所述压力曲线为第二压力曲线，所述开启压力跨阈时刻为第二开启压力跨阈时刻t21；

由所述第二开启压力跨阈时刻t21及所述第二开启压力跨阈时差dt21，推算所述气门开启时刻t1：

  t1=t21+ dt21， 

由所述第二关闭压力跨阈时刻t22及所述第二关闭压力跨阈时差dt22，推算所述气门关闭时刻t2：

  t2=t22+ dt22。

在本发明一个较佳实施例中，其中所述第二开启压力阈值Pt21和所述第二关闭压力阈值Pt22相同。

在本发明一个较佳实施例中，所述可变气门致动器的控制系统包括第一压力传感器和第二压力传感器；

所述第一压力传感器安装在所述上端口测压区；

所述开启压力阈值为第一开启压力阈值Pt11、所述关闭压力阈值为第一关闭压力阈值Pt12、所述开启压力跨阈时差为第一开启压力跨阈时差dt11、所述关闭压力跨阈时差为第一关闭压力跨阈时差dt12、所述压力曲线为第一压力曲线，所述开启压力跨阈时刻为第一开启压力跨阈时刻t11；

由所述第一开启压力跨阈时刻t11及所述第一开启压力跨阈时差dt11，推算第一气门开启时刻t1′：

  t1′=t11+ dt11， 

由所述第一关闭压力跨阈时刻t12及所述第一关闭压力跨阈时差dt12，推算第一气门关闭时刻t2′：

  t2′=t12+ dt12；

所述第二压力传感器安装在所述下端口测压区；

所述开启压力阈值为第二开启压力阈值Pt21、所述关闭压力阈值为第二关闭压力阈值Pt22、所述开启压力跨阈时差为第二开启压力跨阈时差dt21、所述关闭压力跨阈时差为第二关闭压力跨阈时差dt22、所述压力曲线为第二压力曲线，所述开启压力跨阈时刻为第二开启压力跨阈时刻t21；

由所述第二开启压力跨阈时刻t21及所述第二开启压力跨阈时差dt21，推算所述第二气门开启时刻t1″：

  t1″=t21+ dt21， 

由所述第二关闭压力跨阈时刻t22及所述第二关闭压力跨阈时差dt22，推算所述第二气门关闭时刻t2″：

  t2″=t22+ dt22；

将所述第一气门开启时刻t1′和所述第二气门开启时刻t1″进行比较，如果两者的差值在误差范围内，则计算得到所述气门开启时刻t1；将所述第一气门关闭时刻t2′ 和所述第二气门关闭时刻t2″进行比较，如果两者的差值在误差范围内，则计算得到所述气门关闭时刻t2。

在本发明一个较佳实施例中，在误差范围内，所述气门开启时刻t1等于所述第一气门开启时刻t1′和所述第二气门开启时刻t1″的平均值，所述气门关闭时刻t2等于所述第一气门关闭时刻t2′和所述第二气门关闭时刻t2″的平均值。其中平均值包括算术平均值，几何平均值，平方平均值及加权平均值等。

在本发明一个较佳实施例中，气门开启位移X1定义在气门全升程的1%至15%范围的一个数值。

在本发明一个较佳实施例中，关闭位移X2定义在气门全升程的85%至99%范围的一个数值。

本发明的有益效果是：本发明可变气门致动器的开关时刻测量方法，使用一个或两个压力传感器来代替位移传感器，来判断及控制气门开关事件的起始时刻，可以解决在不使用位移传感器的情况下对可变气门致动器进行控制，简单可靠。

附图说明

图1是液压致动器一优选实施例的控制系统示意图；

图2是图1所示液压致动器气门开启到最大时的结构示意图；

图3是图1所示液压致动器大升程结构示意图；

图4是用压力传感器判定发动机气门位移变化原理的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图3，本发明实施例包括：

一种气门控制系统，包括：致动器10、安装在致动器端口中第一压力传感器53和第二压力传感器54、电子控制单元90、致动换向阀81、启动换向阀 82、高压液压源70、低压液压源。

高压液压源70包括液压泵71、高压调节阀73、高压蓄能器74、高压供给管线75和油箱72。高压液压源70提供在高压P_H下的必要的液压流。液压泵71通过高压供给管线75使液压流体从油箱72流通到该系统的其余地方。高压P_H通过高压控制阀73进行控制。高压蓄能器74有助于使压力和流动的波动减少，并且根据总的系统容量或弹性、流动平衡和/或功能需要该高压蓄能器是可取舍的。液压泵71可以是变排量的或者固定变排量的，前者提供更好的能量有效性。高压控制阀73能根据功能需要和/或能量有效性来变化高压值。

致动换向阀81和启动换向阀82通过合适的流量供给管线为液压致动器10的端口供油。图1所示启动换向阀82为二位三通阀。其为三通阀是因为它具有三条外部液压管线——包括两条输入管线和流体管线190，所述两条输入管线为低压P_L管线和高压P_H管线。其为二位阀是因为它具有两个稳定的控制位置，由左方块和右方块来表示。当电磁铁没有通电时，左位置由返回弹簧的弹簧力来保证，并且其也称为自然或默认位置。右位置通过开通电磁铁来保证。在左右位置上，启动换向阀82分别将流体管线190与低压P_L管线和高压P_H管线连接起来。

致动换向阀81为二位四通阀。其具有四条外部液压管线：低压P_L管线、高压P_H管线、上流体管线192和下流体管线194。其默认位置是由返回弹簧保证其右位置，并且它的其它位置是由电磁铁施力至左位置。在其默认或者右位置，致动换向阀81分别将上下流体管线192和194与低压P_L管线和高压P_H管线连接起来。当致动换向阀81在其左位置时，该连接顺序被切换。

电子控制单元90对致动换向阀81、启动换向阀82和电动液压泵71控制。电子控制单元90由发动机控制电子单元91和气门控制单元92组成。发动机控制电子单元91是协调控制整个发动机运转的控制系统，发动机控制电子单元91同时负责计算发动机气门何时开启及何时关闭。并把计算结果通过信号线束931传送到气门控制单元92。气门控制单元92负责把发动机控制电子单元91的控制信号转换成驱动电流或电压，这里的驱动电路包括三路，一路是对致动换向阀81驱动的驱动电路Output_S1 951，第二路是对启动换向阀 82驱动的驱动电路Output_S2 952，第三路是对电动液压泵71驱动的驱动电路953。

在发动机可变气门致动器上安装至少一个压力传感器，（第一压力传感器53和/或第二压力传感器54），压力传感器把检测到的压力信号通过电子控制单元的入口传送到气门控制单元209，用于对可变气门致动器位移转换的计算。

致动器10，包括：壳体200，在该壳体中，沿着纵向轴线110并且沿第二方向（在附图中从顶部至底部的方向），具有启动端口260、空腔250、第一控制孔271、第一上端口211、第二上端口212、致动油缸230、流体旁路240、第二下端口222、第一下端口221、第二控制孔272；以及设置在空腔250里的第一弹簧系统、设置在第一控制孔271中的第一活塞杆410、设置在致动油缸230和流体旁路240中的致动活塞300、设置在第二控制孔中的第二活塞杆420；以及第二弹簧系统、发动机气门700。

第一上端口211及第二上端口212可通称为上端口，上端口至少要包括第一上端口211及第二上端口212中的一个；第一下端口221及第二下端口222可通称为下端口，下端口至少要包括第一下端口221及第二下端口222中的一个。

所述第一活塞杆410以接近所述致动活塞300的顺序即沿第一方向（在附图中从底部至顶部的方向）依次包括第一活塞杆第一颈411、第一活塞杆第一轴肩412、第一活塞杆第二颈413和第一活塞杆第二轴肩414；所述第二活塞杆420以接近所述致动活塞300的顺序即第一方向至第二方向（在附图中从顶部至底部的方向）上依次包括第二活塞杆第一颈421、第二活塞杆第一轴肩422、第二活塞杆第二颈423和第二活塞杆第二轴肩424。

在致动油缸230中，具有由致动油缸第一端部231和致动活塞第一表面310限定的第一流体空间和由致动油缸第二端部232和致动活塞第二表面320限定第二流体空间。

第一端部231和第二端部232之间为致动油缸230，第一边缘241和第二边缘242之间为流体旁路240，流体旁路240在致动油缸230的大部长度上提供液压短接。通过该液压短接，流体可以在第一流体空间和第二流体空间之间以基本上很低的阻力流动，并且整个致动油缸230处于基本上相等的压力。当致动活塞300第一表面310在第一方向上超过旁路第一边缘241，或者致动活塞300第二表面320在第二方向上超过旁路第二边缘242时，液压短接都不起作用。旁路第一边缘241和致动油缸第一端部231之间的纵向空间为第一有效油压腔。旁路第二边缘242和致动油缸第二端部232之间的纵向空间为第二有效油压腔，当致动活塞300没有与第一有效油压腔和第二有效油压腔中任何之一接合时，流体旁路240是有效的。

所述第一弹簧系统包括上驱动弹簧512、弹簧座511、弹簧控制油缸缸体513和柱塞514，所述上驱动弹簧512置身于所述弹簧座511和弹簧控制油缸缸体513之间，所述弹簧座511与所述第一活塞杆410连接，之间可通过半环515固定，所述弹簧控制油缸缸体513中有一油腔5133，所述柱塞514被固定地连接在所述壳体200上并延伸进所述油腔5133中，柱塞514与壳体200也可在机构上是同一体，所述柱塞514中有一流道5141连通所述油腔5133和启动端口260。本实示例中设计上驱动弹簧512顶置且与第一活塞杆410同心，柱塞514内有流道5141，为弹簧控制油缸缸体513压缩上驱动弹簧512时的往复运动实现导向，配油。具有以下优点：避免上驱动弹簧512与第一活塞杆410既同心又在轴向重叠布置时，因弹簧控制装置（弹簧座511）与弹簧有效工作行程引起的第一活塞杆410过长；减短了第一活塞杆410的长度，第一活塞杆410直径能相应减小，质量轻，有效减小了整个致动器运动件质量，提高了致动器运动速度，降低了能耗。上驱动弹簧控制结构紧凑，导向稳定可靠，避免上驱动弹簧512在压缩时产生侧向力。采用活塞杆的两端与壳体支承结构；使活塞杆运动时获得最大的有效支承长度，最大限度减小了活塞杆上的侧向力矩，提高了致动器运动的稳定性。

空腔250不一定要是象图1中那样的封闭腔，事实上为了防止在弹簧控制油缸缸体513运动时产生憋气形象，应该加一保证空腔250与外界空气流通的通道（图1中未表示）。壳体200的顶部甚至可在结构上不与壳体200其它部分连续或直接连续（图1中未表示），主要壳体200的顶部与其它部分没有相对运动。

所述第二弹簧系统包括气门弹簧座521、下驱动弹簧522、气门导筒524和缸盖体523，气门弹簧座521和气门杆730一端连接，气门杆730另一端与发动机气门头710连接，所述缸盖体523位于气门弹簧座521和发动机气门头710之间，气门导筒524套装缸盖体上，气门杆710从气门导筒套中穿过，所述下驱动弹簧522套装在气门杆730上并同时与缸盖体523和气门弹簧座521接触。

第二上端口212连接有第一缓冲器，所述第一缓冲器包括并列的第一单向阀612、第一节流口613和第一溢流阀614；第二下端口222连接有第二缓冲器，所述第二缓冲器包括并列的第二单向阀622、第二节流口623和第二溢流阀624。其中单向阀的作用：正向供压力油，反向截止回油形成缓冲腔；节流口作用：缓冲节流；设置合理节流面积的节流口，使得活塞杆在缓冲阶段的最后制动时落座速度小、稳定，缓冲效果受温度变化影响小。溢流阀作用：限定缓冲峰值压力，调节缓冲时间；溢流阀优选采用的溢流压力可调式溢流阀，缓冲峰值压力可根据负载情况的不同进行调控，避免了过高冲击压力对系统的影响，同时其高响应速度使得溢流阀动态性能好，能有效的调节了活塞杆刚进入缓冲阶段时的运动速度。

所述第一活塞杆第一轴肩412靠近第一活塞杆第二颈413的端面上有至少一个第一节流槽4121，所述第一节流槽4121为变节流面积，沿第一方向面积逐渐变小； 所述第二活塞杆第一轴肩422靠近第二活塞杆第二颈423的端面上有至少一个第二节流槽4221，所述第二节流槽4221为变节流面积，沿第二方向面积逐渐变小。节流槽变节流面积设计，使活塞杆获得平稳的缓冲过程。

启动

在发动机启动时，液压泵71首先打开以给液压回路加压；在汽车运行期间，液压泵71优选由发动机直接驱动。这就可能采用补偿电力装置（在此没有示出）来启动液压泵71，或者增加电驱动补偿泵（也未示出）。电驱动补偿泵的驱动控制是根据发动机的运行状态，发动机控制单元91计算得出。发动机控制单元91通过线束931发出需求压力信号，气门控制单元92把输入的控制信号转换成驱动信号Output_M1，来控制电驱动补偿泵的运转。

图1中，两个换向阀81和82在它们的默认位置。启动端口260连接到P_L管线，上端口（第一上端口和第二上端口）连接到P_L管线，下端口（第一下端口和第二下端口）连接到P_H管线。

启动后系统供压，致动器下腔供压，气门处于关闭状态。

气门开启

发动机控制单元91检测发动机的工作状态，当发动机热动力循环需要发动机气门700开启时，确定出发动机气门700的开启时刻，根据相应的算法及系统延迟等因素，发动机控制单元91通过线束931发出触发信号，气门控制单元92把输入的控制信号转换成驱动信号Output_S1 951和Output_S2 952。驱动信号Output_S1使致动换向阀81切换成通电状态，实现致动换向阀81转换到左位置，此时上端口和高压液压源70连通，下端口和低压液压源连通。第一单向阀612受到压力的作用打开，一段时间后使第二上端口212的压力接近或达到高压P_H。此时第一压力传感器53显示出第二上端口212的压力从低压力值升高到高压P_H的压力值，这种压力变化可以通过图4中第一压力曲线22看出。

如图4中气门位移曲线21所示，气门在开启时刻t1达到开启位移X1（一般定义在气门全升程的1%至15%范围的一个数值），气门在关闭时刻t2返回到关闭位移X2（一般定义在气门全升程的85%至99%范围的一个数值）。

由于第二下端口222和低压液压源连通，压力快速下降接近于低压P_L。此时安装在第二下端口222中的第二压力传感器54的压力下降接近于低压P_L，第二压力传感器54显示了这种压力的变化，这种压力的下降是一个变化的过程，这种压力变化的过程由在图2中的第二压力曲线23进行了图示。

气门关闭

关闭发动机气门700事实上与刚刚描述的开启过程相反。通过转换致动换向阀81到如图1所示其默认或者右位置来启动。完成后，液压致动器10和发动机气门700返回到如图1所示的它们的默认状态。在图4中的第一压力曲线及第二压力曲线在气门关闭时分别由高走低及由低走高，与在气门开启时的压力变化情况相反。

升程工况切换

气门小升程工况主要用于发动机起动和低速小负荷工作，气门大升程工况主要用于发动机中、高速大负荷工况。气门小升程和气门大升程之间的切换主要通过启动换向阀82来实现切换。 

结合图1和图3，气门升程两级工况切换：发动机起动时，启动换向阀82处于默认位置，启动端口260和低压液压源连通，此时致动器处于气门小升程工况：缸体上表面5131和空腔第一限位面251接触，上驱动弹簧512具备一定的弹簧压缩量。当发动机低负荷工况切换高负荷工况时，发动机控制单元91发切换信号给气门控制单元92，气门控制单元92发出信号给启动换向阀82，启动换向阀82切换到右边的位置，启动端口260和低压液压源70连通，油液通过流到5141进入油腔5133，将弹簧控制油缸缸体513下压，从气门小升程工况切换到气门大升程工况：缸体下表面5132和空腔第二限位面252接触，上驱动弹簧512具备一较大的弹簧压缩量。

开关时刻测量方法

根据第一压力传感器53和/或第二压力传感器54的压力变化可以判断或推断出气门开启时刻t1及关闭时刻t2。

参阅图4，第一压力曲线22在时刻t11（t11 =  t1 – dt11）超过第一开启压力阈值Pt11，并在时刻t12（t12 = t2 – dt12）又返回穿过第一关闭压力阈值Pt12。第一开启压力跨阈时差dt11及第一关闭压力跨阈时差dt12一般较小，而且相对比较稳定，可预先在各种工况（可包括油温及系统压力）下标定，故可由时刻t11及时刻t12来推断开启时刻t1 （即，t1 = t11 + dt11）及关闭时刻t2（即，t2 = t12 + dt12）。第一开启压力跨阈时差dt11及第一关闭压力跨阈时差dt12在图4中所示的时序状态均为正值，但是示具体设计、制造过程或工况变化，它们也可能是负值。对于某一个压力传感器，其压力跨阈时差(dt11或dt12)可能不只是一个数值，而是与工况相关的一组数据或一个矩阵。第一开启压力阈值Pt11和第一关闭压力阈值Pt12可根据具体设计而定，以信号判断的鲁棒性为目标，比如可以是系统压力的50%，第一开启压力阈值Pt11和第一关闭压力阈值Pt12可以选用相同的值也可以选用不同的值。

第二压力曲线23在时刻t21（t21 = t1 – dt21）超过第二开启压力阈值Pt21，并在时刻t22（t22 = t2 – dt22）又返回穿过第二关闭压力阈值Pt22。第二开启压力跨阈时差dt21及第二关闭压力跨阈时差dt22一般较小，而且相对比较稳定，可预先在各种工况（可包括油温及系统压力）下标定，故可由时刻t21及时刻t22来推断开启时刻t1（即，t1 = t21 + dt21）及关闭时刻t2（即，t2 = t22 + dt22）。第二开启压力跨阈时差dt21及第二关闭压力跨阈时差dt22在图4中所示的时序状态均为正值，但是示具体设计、制造过程或工况变化，它们也可能是负值。对于某一个压力传感器，其压力跨阈时差(dt21或dt22)可能不只是一个数值，而是与工况相关的一组数据或一个矩阵。第二开启压力阈值Pt21和第二关闭压力阈值Pt22可以选用相同的值也可以选用不同的值。

图4中的压力曲线22及23是理想化的压力曲线，在实际系统中压力信号中会有更多的波动。一般可采用合理的滤波手段、数学处理及物理判断来提高判别时刻t1及t2的精确性。比如，第一压力曲线22在时刻t11超过第一压力阈值Pt11后，有可能由于压力波动而在时刻t12之前就返回过或低过第一压力阈值Pt12，但如果这是在系统发出关闭气门信号之前或者在标定的时间范围之外，就可排除它是气门关闭事件的可能性。

对于上述的整个控制系统，要通过相关传感器信息获得气门的开启与关闭时刻。

第一及第二压力传感器53和54根据实际安装情况可以在相应的油压管路上进行相应的位置改变，这种变化并不本质上影响到实际的测量变化，虽然有可能少量地影响时差dt11、 dt12、dt21及dt22。原则上，第一及第二压力传感器53和54应尽量分别靠近第二上端口212及第二下端口222，它们也可分别安装在第一上端口211及第一下端口221，或分别安装在上流体管线192和下流体管线194。可以把图1所示的第二上端口212、第一上端口211及上流体管线192通称为上端口测压区；可以把图1所示的第二下端口222、第一下端口221及下流体管线194通称为下端口测压区。在某些实施案例中（图中未显示），第一上端口211或第一下端口221可以直接外接液压系统油箱；在这种实施案例中，第一上端口211或第一下端口221不属于上端口测压区或下端口测压区。

在上述判断控制气门开关时刻的基础上，可以根据某一发动机热循环中开关时刻的误差，在后续循环中调整控制信号时间或时刻，以消除或降低开关时刻的误差。

采用第一及第二压力传感器53和54中的任何一个就能基本实现控制要求。如果同时用可帮助避免误判及减少时刻误差。比如在压力信号中会有不少瞬态流引起的压力波，其波峰或波低有可能穿越阈值而引起误判，但两个不同测压区同时出现类似压力波的可能性会大大降低，因此参照两个不同测压区的信号可大大减小误判的可能性，提高控制的鲁棒性。另外，取来自两个不同测压区的平均值可减少时刻误差。

具体为：由所述第一开启压力跨阈时刻t11及所述第一开启压力跨阈时差dt11，推算第一气门开启时刻t1′（t1′=t11+ dt11），由所述第一关闭压力跨阈时刻t12及所述第一关闭压力跨阈时差dt12，推算第一气门关闭时刻t2′（t2′=t12+ dt12）；由所述第二开启压力跨阈时刻t21及所述第二开启压力跨阈时差dt21，推算所述第二气门开启时刻t1″（t1″=t21+ dt21）， 由所述第二关闭压力跨阈时刻t22及所述第二关闭压力跨阈时差dt22，推算所述第二气门关闭时刻t2″（t2″=t22+ dt22）；将所述第一气门开启时刻t1′和所述第二气门开启时刻t1″进行比较，如果两者的差值在误差范围内，则计算得到所述气门开启时刻t1；将所述第一气门关闭时刻t2′ 和所述第二气门关闭时刻t2″进行比较，如果两者的差值在误差范围内，则计算得到所述气门关闭时刻t2。所述气门开启时刻t1等于所述第一气门开启时刻t1′和所述第二气门开启时刻t1″的平均值，所述气门关闭时刻t2等于所述第一气门关闭时刻t2′和所述第二气门关闭时刻t2″的平均值。其中平均值包括算术平均值，几何平均值，平方平均值及加权平均值等。

本发明中的致动器10可用中国专利号为ZL200680021728.6、发明名称为可变气门致动器，或中国专利申请号为200680028252.9 、发明名称为可变气门致动器中公开的致动器相关实施例结构相替代，其控制过程和开关时刻测量方法相类似，本申请中就不再一一叙述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种可变气门致动器的开关时刻测量方法，其特征在于，包括：

（100）提供一可变气门致动器的控制系统：包括至少具有上端口测压区和下端口测压区的致动器、安装在所述上端口测压区和下端口测压区之一的压力传感器、电子控制单元、致动换向阀、高压液压源、低压液压源和发动机气门；

（102）设置气门开启位移X1、气门关闭位移X2；

（104）为所述压力传感器设置开启压力阈值、关闭压力阈值、开启压力跨阈时差、关闭压力跨阈时差；

（200）通过所述压力传感器测试压力曲线；

（202）从所述压力曲线，找到开启压力跨阈时刻，即开启气门时压力值超过所述开启压力阈值的时刻；

（300）由所述开启压力跨阈时刻及所述开启压力跨阈时差，推算气门开启时刻t1，

  t1  = 所述开启压力跨阈时刻 + 所述开启压力跨阈时差，

            此时气门的位移为气门开启位移X1；

（302）、由所述关闭压力跨阈时刻及所述关闭压力跨阈时差，推算气门关闭时刻t2：

              t2  = 所述关闭压力跨阈时刻 + 所述关闭压力跨阈时差，

此时气门的位移为气门关闭位移X2。

2.根据权利要求1所述的可变气门致动器的开关时刻测量方法，

在所述致动器的至少一种工况的变化范围内，分别标定所述开启压力跨阈时差及关闭压力跨阈时差，所述开启压力跨阈时差及关闭压力跨阈时差各为一组数据。

3.根据权利要求1所述的可变气门致动器的开关时刻测量方法，其特征在于，其中所述开启压力阈值和所述关闭压力阈值相同。

4.根据权利要求1所述的可变气门致动器的开关时刻测量方法，

所述致动器，带动发动机气门的开启和关闭，还包括：

壳体，具有所述上端口和下端口

在所述壳体中的致动油缸，沿纵向的第一方向和第二方向分别具有第一端部和第二端部；

在所述油缸中的致动活塞，具有第一表面和第二表面，沿着纵向可移动；

第一流体空间，由所述致动油缸的第一端部和所述致动活塞的第一表面限定；

第二流体空间，由所述致动油缸的第二端部和所述致动活塞的第二表面限定；

第一弹簧系统，沿第二方向偏压致动活塞；

第二弹簧系统，沿第一方向偏压致动活塞；

至少一个活塞杆，连接到所述致动活塞的第一表面和第二表面中的一个；

流体旁路，当所述致动活塞没有充分接近所述致动油缸的第一端部和第二端部的任一个时，所述流体旁路有效地短接所述第一流体空间和所述第二流体空间；

第一流动机构，控制所述第一流体空间和所述第一端口之间的流体连通；和

第二流动机构，控制所述第二流体空间和所述第二端口之间的流体连通；其中：

当所述流体旁路基本上开启时，所述第一流动机构和所述第二流动机构中的至少一个至少部分地关闭；

当所述流体旁路基本上关闭时，所述第一流动机构和所述第二流动机构中的每一个至少部分地开启；

所述致动换向阀分别通过上流体管线和下流体管线为所述上端口和下端口供油。

5.根据权利要求1所述的可变气门致动器的开关时刻测量方法，其特征在于，所述压力传感器安装在所述上端口测压区；

所述开启压力阈值为第一开启压力阈值Pt11、所述关闭压力阈值为第一关闭压力阈值Pt12、所述开启压力跨阈时差为第一开启压力跨阈时差dt11、所述关闭压力跨阈时差为第一关闭压力跨阈时差dt12、所述压力曲线为第一压力曲线，所述开启压力跨阈时刻为第一开启压力跨阈时刻t11；

由所述第一开启压力跨阈时刻t11及所述第一开启压力跨阈时差dt11，推算所述气门开启时刻t1：

       t1=t11+ dt11， 

由所述第一关闭压力跨阈时刻t12及所述第一关闭压力跨阈时差dt12，推算所述气门关闭时刻t2：

       t2=t12+ dt12。

6.根据权利要求1所述的可变气门致动器的开关时刻测量方法，其特征在于，所述压力传感器安装在所述下端口测压区；

所述开启压力阈值为第二开启压力阈值Pt21、所述关闭压力阈值为第二关闭压力阈值Pt22、所述开启压力跨阈时差为第二开启压力跨阈时差dt21、所述关闭压力跨阈时差为第二关闭压力跨阈时差dt22、所述压力曲线为第二压力曲线，所述开启压力跨阈时刻为第二开启压力跨阈时刻t21；

由所述第二开启压力跨阈时刻t21及所述第二开启压力跨阈时差dt21，推算所述气门开启时刻t1：

       t1=t21+ dt21， 

由所述第二关闭压力跨阈时刻t22及所述第二关闭压力跨阈时差dt22，推算所述气门关闭时刻t2：

       t2=t22+ dt22。

7.根据权利要求1所述的可变气门致动器的开关时刻测量方法，其特征在于，所述可变气门致动器的控制系统包括第一压力传感器和第二压力传感器；

所述第一压力传感器安装在所述上端口测压区；

所述开启压力阈值为第一开启压力阈值Pt11、所述关闭压力阈值为第一关闭压力阈值Pt12、所述开启压力跨阈时差为第一开启压力跨阈时差dt11、所述关闭压力跨阈时差为第一关闭压力跨阈时差dt12、所述压力曲线为第一压力曲线，所述开启压力跨阈时刻为第一开启压力跨阈时刻t11；

由所述第一开启压力跨阈时刻t11及所述第一开启压力跨阈时差dt11，推算第一气门开启时刻t1′：

       t1′=t11+ dt11， 

由所述第一关闭压力跨阈时刻t12及所述第一关闭压力跨阈时差dt12，推算第一气门关闭时刻t2′：

       t2′=t12+ dt12；

所述第二压力传感器安装在所述下端口测压区；

所述开启压力阈值为第二开启压力阈值Pt21、所述关闭压力阈值为第二关闭压力阈值Pt22、所述开启压力跨阈时差为第二开启压力跨阈时差dt21、所述关闭压力跨阈时差为第二关闭压力跨阈时差dt22、所述压力曲线为第二压力曲线，所述开启压力跨阈时刻为第二开启压力跨阈时刻t21；

由所述第二开启压力跨阈时刻t21及所述第二开启压力跨阈时差dt21，推算所述第二气门开启时刻t1″：

       t1″=t21+ dt21， 

由所述第二关闭压力跨阈时刻t22及所述第二关闭压力跨阈时差dt22，推算所述第二气门关闭时刻t2″：

       t2″=t22+ dt22；

将所述第一气门开启时刻t1′和所述第二气门开启时刻t1″进行比较，如果两者的差值在误差范围内，则计算得到所述气门开启时刻t1；将所述第一气门关闭时刻t2′ 和所述第二气门关闭时刻t2″进行比较，如果两者的差值在误差范围内，则计算得到所述气门关闭时刻t2。

8.根据权利要求7所述的可变气门致动器的开关时刻测量方法，其特征在于，在误差范围内，所述气门开启时刻t1等于所述第一气门开启时刻t1′和所述第二气门开启时刻t1″的平均值，所述气门关闭时刻t2等于所述第一气门关闭时刻t2′和所述第二气门关闭时刻t2″的平均值。

9.根据权利要求1所述的可变气门致动器的开关时刻测量方法，其特征在于，气门开启位移X1定义在气门全升程的1%至15%范围的一个数值。

10.根据权利要求1所述的可变气门致动器的开关时刻测量方法，其特征在于，关闭位移X2定义在气门全升程的85%至99%范围的一个数值。

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