CN104314687A - 一种发动机vvt油路自清洗功能的控制算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，包括步骤：1)判断进入自清洗的工况；2)确定自清洗时间和自清洗次数；3)确定自清洗的计算频率。本发明的控制算法适用于带有机油控制阀的VVT系统的油路自清洗，且能在不增加成本、不降低整车性能的基础上实现VVT系统内部油道的自清洗，提高VVT系统的可靠性，并延长相关零部件的使用寿命。

Description

一种发动机VVT油路自清洗功能的控制算法

技术领域

本发明属于汽车发动机系统的控制领域，具体涉及一种发动机VVT油路自清洗功能的控制算法。

背景技术

随着法规的日益严格，VVT(可变气门正时)系统越来越多的用在整车上，同时对VVT系统的零部件及控制要求越来越严格。

对于带有机油控制阀的VVT系统，通过控制VVT总成转子(与凸轮轴相连)两侧的机油流量使其相对于定子(与正时链轮相连)发生相对旋转，从而实现相位调节。由于VVT系统的长期使用，机油油道内会有杂质沉淀，如果杂质沉淀过多会导致机油流动不畅或者堵塞油道，导致VVT调整过程中实际角度延迟甚至无法达到期望角度，从而影响VVT系统的可靠性。为了增加VVT系统的可靠性及VVT的使用寿命，设计了VVT油路自清洗功能，保证VVT系统内部机油能正常流动

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于带有机油控制阀的VVT系统的油路自清洗的控制算法，该控制算法能在不影响整车性能的基础上实现VVT系统内部油道自清洗。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，包括如下步骤：

1)判断进入自清洗的工况；

2)确定自清洗时间和自清洗次数；

3)确定自清洗的计算频率。

所述步骤1)中，在发动机断油工况下，ECU(发动机控制单元)判断发动机转速和整车车速的输出值是否满足VVT自清洗功能的工况要求，如果满足则进入自清洗功能，不满足则输出PID调节的VVT控制信号。

所述步骤1)中，预设车速限制阀值为可标定量A，预设发动机转速限制阀值为可标定量B，预设ECU断油请求后的进入自清洗功能的延迟时间为可标定量C；只有在ECU判断整车车速大于可标定量A、发动机转速大于可标定量B和断油时间大于可标定量C时，才能进行自清洗模式。

所述可标定量A＝50km/h，所述可标定量B＝3000rpm，所述可标定量C＝0.05s。

所述步骤2)具体为：进行自清洗模式后，先设置占空比X％，执行时间为Tx，在T1-T2时间段设置占空比Y％，执行时间为Ty，每次自清洗的循环次数M次，每次执行总的时间为T1＝(Tx+Ty)×M。

所述X％、Y％为VVT系统允许的最小、最大占空比，Tx与Ty相等。

设每个驾驶循环总的自清洗的次数为N，N等于3。

在所述步骤3)中，自清洗的计算频率与VVT系统中PID计算频率一致。

本发动机VVT油路自清洗功能的控制算法还包括：4)、将清洗效率转换成清洗开关控制量。

本发明的控制算法适用于带有机油控制阀的VVT系统的油路自清洗，且能在不增加成本、不降低整车性能的基础上实现VVT系统内部油道的自清洗，提高VVT系统的可靠性，并延长相关零部件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明控制算法的原理图；

图2为本发明控制算法的流程图；

上述图中的标记均为：

具体实施方式

基于液体的流动会产生冲击力，针对具有可变气门机构驱动油路的发动机，可以在不影响整车驾驶性的基础上，通过ECU给机油控制阀输入变化的占空比，机油流量会有较大的变化，VVT系统内部机油流动可以造成冲击力，使杂质在沉淀不多的情况下被分散或者流动到油箱内，保证机油能正常流动，从而提高VVT系统的可靠性。

本发明一种发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，包括如下步骤：

1)判断进入自清洗的工况；

2)确定自清洗时间和自清洗次数；

3)确定自清洗的计算频率。

其中，在步骤1)中，由于VVT自清洗功能是辅助作用，不能影响驾驶性及发动机运转，因此要求发动机转速、整车车速分别大于一定值时，在ECU发出断油一段时间之后(保证执行器已经执行断油)恢复供油之前进行自清洗功能。在发动机断油工况下，ECU判断发动机转速和整车车速的输出值是否满足VVT自清洗功能的工况要求，如果满足则进入自清洗功能，不满足则输出PID调节的VVT控制信号。

如图2所示，在步骤1)中，预设车速限制阀值为可标定量A，预设发动机转速限制阀值为可标定量B，预设ECU断油请求后的进入自清洗功能的延迟时间为可标定量C；只有在ECU判断整车车速大于可标定量A、发动机转速大于可标定量B和断油时间大于可标定量C时，即三个条件同时成立，VVT系统油路才能进行自清洗模式。这些标定量预设要根据系统试验数据及经验值，确保各个档位在要求的转速和车速下有足够的断油延迟时间保证自清洗功能正常进行，并且在清洗过程中不影响整车驾驶性，可优先考虑用推荐值：作为优选的，可标定量A＝50km/h，所述可标定量B＝3000rpm，所述可标定量C＝0.05s。

所述步骤2)具体为：进行自清洗模式后，ECU先给机油控制阀输入占空比X％，执行时间为Tx，在T1-T2时间段ECU先给机油控制阀输入占空比Y％，执行时间为Ty，每次自清洗的循环次数M次，每次执行总的时间为T1＝(Tx+Ty)×M。Tx、Ty、M的大小需要根据实验数据来确定，作为优选的，所述X％、Y％为VVT系统允许的最小、最大占空比，Tx与Ty相等。

发动机停止运转后，步骤2)中参数全部清零。

其中T1的大小主要考虑：第一，自清洗时间不能太长，以保证自清洗后机油压力有足够时间恢复平稳；第二，自清洗时间不能太短，以保证每次自清洗有效果，至少有两个周期的输出。其中X％、Y％为VVT系统允许的最大、最小占空比，值的大小是根据VVT厂家提供的经验值来定。Tx＝Ty，使最大最小值在一个执行周期内是平均分布的，形成方波控制。每个执行周期为VVT系统PID占空比计算周期的整数倍，具体值根据实验来标定。

如图2所示，设每个驾驶循环总的自清洗的次数为N。每次自清洗的循环次数M及每个驾驶循环需要自清洗的次数N，是考虑到发动机在自清洗工况下的断油到供油的时间及自清洗功能效果来定，并最终通过标定试验来修正各值的大小。每个驾驶循环总的自清洗次数不必过多，保证机油油道无堵塞即可，优选N等于3。

在所述步骤3)中，自清洗的计算频率与VVT系统中PID计算频率一致。

本发动机VVT油路自清洗功能的控制算法还包括步骤4)、将清洗效率转换成清洗开关控制量，具体步骤为：

41)将占空比换算成单位周期内的电磁阀打开的时间；

42)将整个打开时间转换成一个布尔量，叫做电磁阀打开开关，直接控制电磁阀电路的通断。

下面以传统的发动机控制策略系统为基础，增加VVT自清洗功能的控制算法，实现该控制算法的步骤如下：

1、增加计算模型。在系统模型内，增加子模型，实现控制策略的算法。

2、数据预设。该算法中的所涉及到的可标定量A(车速限制阀值)、B(发动机转速限制阀值)、C(ECU断油请求后的进入自清洗功能的延迟时间)，这些标定量预设要根据系统试验数据及经验值，确保各个档位在要求的转速和车速下有足够的断油延迟时间保证自清洗功能正常进行，并且在清洗过程中不影响整车驾驶性，可优先考虑用推荐值：可标定量A＝50km/h，可标定量B＝3000rpm，可标定量C＝0.05s，X％、Y％需要根据系统允许的最小、最大占空比来确定，Tx、Ty、T1、M、N需要根据每个车型的进行实验验证确定。

3、台架实验。设定这些标定量后，首先在台架上实测机油控制阀是否按照自清洗功能输出的占空比打开或关闭(根据应用的VVT系统的调整速率或者实际角度的变化判断)，如果能按照输出占空比，并且VVT角度有正确的调整，说明VVT油路自清洗功能设计完善。如果不能，首先确认上层控制算法输出的占空比无误，无VVT相关故障(相位器故障、控制故障)，断油后机油压力在VVT系统能正常工作的范围内。如果机油压力不满足控制需求需要提升VVT内部的机油压力或者更改为对机油压力要求更低的VVT控制系统的零部件。

4、性能验证。使用十万公里耐久实验后VVT系统内的机油，在台架上输入最大占空比确保最大调整速率有劣化。模拟驾驶循环，调整每次自清洗时间与每次自清洗的循环次数，确保自清洗后调整速率达到要求，确定可标定量T1及可标定量M。

5、整车验证算法。无VVT控制相关故障情况下验证。首先验证车辆能否在设定的工况下进行PID调节与自清洗功能的正常切换。在自清洗功能开启时，查看清洗过程对混合气、扭矩、爆震等可以评价整车性能的指标是否有影响，影响范围是否在可接受范围内，如果影响超出可接受范围，需要重新设置标定量的值。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，其特征在于，包括如下步骤：

1)判断进入自清洗的工况；

2)确定自清洗时间和自清洗次数；

3)确定自清洗的计算频率。

2.根据权利要求1所述的发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，其特征在于，所述步骤1)中，在发动机断油工况下，ECU判断发动机转速和整车车速的输出值是否满足VVT自清洗功能的工况要求，如果满足则进入自清洗功能，不满足则输出PID调节的VVT控制信号。

3.根据权利要求2所述的发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，其特征在于，所述步骤1)中，预设车速限制阀值为可标定量A，预设发动机转速限制阀值为可标定量B，预设ECU断油请求后的进入自清洗功能的延迟时间为可标定量C；只有在ECU判断整车车速大于可标定量A、发动机转速大于可标定量B和断油时间大于可标定量C时，才能进行自清洗模式。

4.根据权利要求3所述的发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，其特征在于，所述可标定量A＝50km/h，所述可标定量B＝3000rpm，所述可标定量C＝0.05s。

5.根据权利要求2或3或4所述的发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，其特征在于，所述步骤2)具体为：进行自清洗模式后，先设置占空比X％，执行时间为Tx，在T1-T2时间段设置占空比Y％，执行时间为Ty，每次自清洗的循环次数M次，每次执行总的时间为T1＝(Tx+Ty)×M。

6.根据权利要求5所述的发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，其特征在于，所述X％、Y％为VVT系统允许的最小、最大占空比，Tx与Ty相等。

7.根据权利要求6所述的发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，其特征在于，设每个驾驶循环总的自清洗的次数为N，N等于3。

8.根据权利要求7所述的发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，其特征在于，在所述步骤3)中，自清洗的计算频率与VVT系统中PID计算频率一致。

9.根据权利要求8所述的发动机VVT油路自清洗功能的控制算法，其特征在于，还包括：4)、将清洗效率转换成清洗开关控制量。