CN108071507A - 一种用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于使用汽缸阀诊断结果来调节控油阀致动响应时间的方法，包括：当满足条件时，命令发动机汽缸停用/再启用，然后通过分析汽缸诊断结果来检测是否已出现停用/再启用响应时间失效。如果在预定数量的发动机循环内在汽缸处检测到预定数量的失效，则发动机控制器操作以调节控油阀响应时间以便提高响应时间准确性。

Description

一种用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间的方法
技术领域
本发明总体上涉及用于内燃机的进气阀和排气阀控制系统，并且更具体地涉及一种用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间的方法。
背景技术
内燃机的燃油效率可以通过改变发动机的排量而大幅地被提高。这允许在需要时具有可用的最大扭矩，而且可以在不需要最大扭矩时通过使用较小排量来显著地减少泵送损失并且提高热效率。如今用于实施可变排量发动机的最常见方法是大体上同时地停用一组汽缸。
按照该方法，当期望绕过燃烧事件时，与停用的汽缸相关联的进气阀和排气阀保持关闭并且没有注射燃油。例如，6缸可变排量发动机可以停用一半汽缸(即，3个汽缸)以便使得其仅仅使用剩余3个汽缸进行操作。市场上可买到的可变排量发动机通常仅支持两个或者最多三个排量。
用于使发动机的有效排量发生变化的替代发动机控制方法被称为“跳过点火式”发动机控制或者主动燃油管理(AFM)。一般来说，跳过点火式发动机控制会考虑在所选择的点火机会期间选择性地跳过某些汽缸的点火。因此，特定汽缸可以在一个发动机循环期间被点火并且然后可以在下一个发动机循环期间被停用并且然后在下一个发动机循环期间选择性地被停用或者点火。以这种方式，能够对有效发动机排量进行更精确的控制。
为了停用汽缸，在控油阀系统的动力冲程之后以及在从汽缸中排出废气充量之后，防止进气阀打开。在动力冲程之后，控油阀系统操作以防止排气阀打开。
当需要更多动力时，控油阀系统再启用进气阀并且将新的进气充量抽到汽缸中。控油阀系统同样再启用排气阀并且恢复正常发动机操作。
可替代地，首先可以停用排气阀。在该替代实施例中，为了停用汽缸，在控油阀系统的动力冲程之后，防止排气阀打开，并且废气充量被保留在汽缸中且在排气冲程期间被压缩。在排气冲程之后，控油阀系统操作以防止进气阀打开。反复地使汽缸中的废气膨胀和压缩，并且其像气压弹簧(即，高压废气弹簧(HPES))一样起作用。由于多个汽缸同时被关闭，所以对一个汽缸中的废气的压缩所需要的动力被另一汽缸中的保留废气的解压缩所抵消。
再次，在该替代实施例中，当需要更多动力时，控油阀系统首先再启用排气阀并且在排气冲程期间排出旧的废气。控油阀系统同样再启用进气阀并且恢复正常发动机操作。
如所描述的，应理解，控油阀系统的准确响应时间对于主动燃油管理车辆的恰当操作是必不可少的。然而，当前的发动机系统不包括用于准确地检测和/或校正油阀控制系统在给出命令以停用/再启用发动机汽缸的进气阀和排气阀之后进行响应所花的时间的构件。这样，令人期望的是具有一种用于检测和校正主动燃油管理发动机的控油阀系统的致动响应时间的方法。
此外，结合附图和该背景技术来看随后对实施例和所附权利要求书的详细描述，本示例性实施例的其它令人期望的特征和特点将变得显而易见。
发明内容
一个或多个示例性实施例通过提供一种用于控制内燃机的进气阀和排气阀的方法来解决上述问题。更加具体地，与示例性实施例一致的设备涉及一种用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间的方法。
根据示例性实施例的一个方面，一种用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间的方法包括：确定是否满足用于汽缸停用的条件。根据示例性实施例的另一方面包括：当满足用于停用的条件时，命令至少一个汽缸停用。并且另一方面包括：检测高压排气充量弹簧是否在至少一个停用的汽缸内。
示例性实施例的又一方面包括：如果未检测到高压排气充量弹簧，则检测至少一个汽缸是否未能停用。并且另一方面包括：如果至少一个汽缸在前一发动机循环上未能停用，则检测至少一个汽缸在下一发动机循环上是否未能停用。又一方面包括：检测至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内是否有预定次数未能停用。而又一方面包括：当至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内有预定次数未能停用时，如果增加响应时间不会超过预定最大响应阈值的话，则使控油阀停用响应时间增加预定增量。
根据示例性实施例的另一方面包括：当至少一个汽缸在下一发动机循环上启用时，使停用失败计数器增量。又另一方面包括：在使控油阀停用响应时间增加预定增量之后或者如果使响应时间增加会超过预定最大阈值的话，则重置停用失败计数器。并且另一方面，其中，检测高压排气充量弹簧进一步包括：当检测到高压排气充量时，检测至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内是否有预定次数具有高压排气充量弹簧条件。
示例性实施例的又另一方面包括：当至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内有预定次数具有高压排气充量弹簧条件时，如果使响应时间减少不会超过预定最小响应阈值，则使控油阀停用响应时间减少预定减量。并且根据实施例的又另一方面包括：当至少一个汽缸在下一发动机循环上启用时，使停用失败计数器增量。根据实施例的另一方面包括：在使控油阀停用响应时间增加预定增量之后或者如果使响应时间增加会超过预定最大阈值，则重置停用失败计数器。
再根据示例性实施例，方法包括：当不满足停用的条件时，确定是否满足汽缸再启用的条件。而且其它方面包括：当满足再启用的条件时，命令至少一个汽缸停用，并且检测再启用的至少一个汽缸是否不点火。并且根据示例性实施例的仍其它方面包括：如果至少一个汽缸在前一发动机循环上不点火，则检测至少一个汽缸在下一发动机循环上是否不点火，并且检测至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内是否有预定次数不点火。
示例性实施例的又另一方面包括：当至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内已有预定次数不点火时，如果使响应时间增加不会超过预定最大响应阈值，则使控油阀再启用响应时间增加预定增量。并且又一方面包括：当至少一个汽缸在下一发动机循环上没有不点火时，使再启用失败计数器增量，并且在使控油阀再启用响应时间增加预定增量之后或者如果使响应时间增加会超过预定最大阈值的话，则重置再启用失败计数器。
而且根据示例性实施例的又一方面包括：当至少一个汽缸在下一循环上未能停用时，设置发动机故障码，并且当至少一个汽缸在下一循环上不点火时，设置发动机故障码。并且又另一方面，其中，检测高压排气弹簧是否进一步包括：监测至少一个汽缸的汽缸气体特性。仍另一方面，其中，检测至少一个汽缸是否未能停用进一步包括：利用近距离传感器监测至少一个汽缸的致动。并且一个其它方面，其中，确定再启用的至少一个汽缸是否不点火进一步包括：基于检查再启用的至少一个汽缸、顺序在至少一个汽缸前面的汽缸，以及在至少一个汽缸后面的汽缸的点火机会来检测再启用的至少一个其它的不点火。
附图说明
下文将结合如下附图对本示例性实施例进行描述，其中，相同的数字符号表示相同的元件，并且
图1是根据示例性实施例的方面的用于发动机的控油阀系统的系统图的视图；
图2A是根据示例性实施例的方面的用于方法的算法的视图，该方法用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间；
图2B继续是根据示例性实施例的方面的用于方法的算法的视图，该方法用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间；以及
图2C仍继续是根据示例性实施例的方面的用于方法的算法的视图，该方法用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间。
具体实施方式
如下详细描述在本质上仅仅是示例性的，并且不意在限制实施例或者本申请及其用途。此外，不存在受到在前述背景技术或者如下详细描述中呈现的任何理论的限制的意图。
根据所公开的实施例，图1是根据示例性实施例的方面的用于发动机的控油阀系统100的系统图。发动机110包括六个(6个)汽缸，该六个汽缸配置用于根据示例性方法的方面的主动燃油管理操作。应当理解，发动机110可以包括4个、6个、8个、12个，或者其它数量的汽缸，其中，用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间的方法能够在不背离示例性实施例的范围的情况下进行应用。发动机110可以是内燃机(ICE)，诸如，汽油机、柴油机或者弹性燃油发动机，或者混合发动机，并且与多个传感器120进行通信。
根据示例性实施例的方面，传感器120操作用于监测且提供实时数据至发动机控制器或者其它控制单元。传感器可以包括：例如，发动机速度传感器(诸如，能够检测曲轴的位置和/或速度的曲柄位置传感器，以及/或者能够检测凸轮轴的位置和/或速度的凸轮位置传感器)，并且将该信息提供至发动机控制器。
例如，曲柄位置传感器可以用于检测曲轴的位置，并且凸轮位置传感器可以用于检测凸轮轴(未图示)的位置。在任一情况下都能够将原始位置信号(依据频率(Hz))发送至控制器并且将其调整/转换为速度(依据rpm)。就此而言，可以将发动机速度信号看作原始发动机速度信号，直到控制器或者其它信号调整电路对信号进行了调整。传感器120还可以包括车轮速度传感器，该车轮速度传感器可以检测真实车辆速度并且将其提供至控制器。
传感器120可以包括：用于监测发动机汽缸的进气阀和排气阀的移动的近距离传感器、用于监测发动机爆震或者不点火的加速计、用于测量离开发动机的扭矩的扭矩传感器，以及用于监测发动机的进气压力的歧管空气压力传感器。根据示例性实施例，其它压力传感器也可以被包括进来以便监测每个汽缸的实时压力。根据示例性实施例的方面，传感器120可以包括用于在燃烧循环之前和之后监测每个汽缸的电气特性的特殊电路。
根据示例性实施例的方面，汽缸诊断模块130与发动机110和传感器120通信并且操作用于接收发动机汽缸参数的实时信息，诸如，内部压力、进气阀和排气阀操作、汽缸停用/再启用事件、汽缸扭矩输出，以及其它汽缸故障条件。应理解，在不背离实施例的范围的情况下，汽缸诊断模块130可以是独立单元或者可以集成在发动机控制器内。
发动机控制模块(ECM)140从汽缸诊断模块130、传感器120以及发动机110接收发动机汽缸诊断信息。ECM 140是控制器、微处理器，或者执行各种发动机监测和控制任务的其它电子装置。ECM 140从各个发动机传感器和模块读取数据，并且处理该数据以控制与发动机相关联的一系列致动器以便确保根据实施例的最佳性能。根据示例性实施例的方面，ECM 140还包括用于追踪AFM失效事件的数量的计数器(未示出)。
主动燃油管理(AFM)控制单元150集成在ECM 140内并且操作用于在轻负载下使用控油阀(OCV)螺线管(未示出)来停用/再启用所选择的发动机汽缸以便提高燃油经济性。由于诸如AFM系统设计、部件差异，或者其它条件等多个因素，所以单个OCV螺线管的响应时间可以相对于使得汽缸进气阀和排气阀停用/再启用发生变化。
当前，ECM 140对OCV响应时间的估计是开环运动。为了实现恰当定时的阀门禁用事件和准用事件，需要对汽缸OCV响应时间进行准确估计。示例性方法尝试使用已知的汽缸诊断技术来检测由于不准确地估计的OCV响应时间所引起的AFM故障条件发生的时间，并且使得ECM 140对OCV响应时间调节估计量以便试图消除AFM故障条件。
OCV响应调节器模块160与AFM控制单元150和/或ECM 140通信。根据示例性实施例，如果使响应时间增加/减少不会超过预定最大/最小响应阈值，则调节器模块160操作用于从AFM控制单元150和/或ECM 140接收指令以便使控油阀致动响应时间增加或者减少预定增量/减量。例如，如果当前响应时间为20ms并且最大响应阈值为25ms，则调节器模块160将忽视来自ECM 140的用于使响应时间增加另一10ms的增量的命令。
多个OCV螺线管170与调节器模块160通信。OCV螺线管操作用于根据经由调节器模块160从ECM 140接收到的命令来停用/再启用汽缸进气阀和排气阀。根据示例性实施例的方面，可以通过相应OCV螺线管170来停用/再启用每个汽缸的进气阀和排气阀。
现在参照图2a，提供了根据示例性实施例的方面的用于方法的算法200的视图，该方法用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间。在框202处，方法始于确定是否满足用于汽缸停用的条件。用于发动机停用的条件可以包括：低发动机负载、平坦的道路条件、相对恒定的车辆速度，以及可能会使得ECM 140命令车辆的AFM控制的其它因素。应理解，对汽缸停用或者再启用的参照指的是单数以及复数情况，其中，在示例中能够使一个或多个汽缸停用或者再启用。如果不满足用于汽缸停用的条件，则方法跳到下文讨论的框226。如果满足用于停用的条件，则方法进行至框204。
在框204处，将用于使当前发动机循环中的至少一个汽缸停用的命令发送至OCV螺线管170。在所命令的(多个)汽缸已经停用之后，然后在框206处，方法继续检测HPES是否存在于任一(多个)停用的汽缸内。如果在(多个)停用的汽缸中没有检测到HPES，则方法进行至框208。如果在(多个)停用的汽缸中检测到HPES，则方法在下文的框210处继续。当汽缸内存在的HPES由于高压而可能对阀门机构内的进气阀或者其它部件造成损坏并且应该被避免时，打开进气阀。
在框208处，方法继续在没有检测到高压排气充量弹簧时检测(多个)汽缸在当前发动机循环中是否未能停用。应理解，根据示例性实施例，汽缸诊断模块130使用已知的技术(例如，通过监测至少一个汽缸的汽缸气体特性)来处理对HPES条件的检测。如果检测到(多个)汽缸在当前发动机循环期间没有未能停用，则不采用行动。如果检测到(多个)汽缸在当前发动机循环期间未能停用，则方法跳到下文的框216。
在框210处，方法继续使计数器增量以便保持追踪在已经命令(多个)汽缸停用时所检测到的HPES条件。
在框212处，方法继续检测(多个)汽缸在预定数量的发动机循环内是否有预定次数具有HPES条件。如果检测到(多个)汽缸在预定数量的发动机循环内有预定次数具有HPES条件，则方法进行至框214。如果(多个)汽缸在预定数量的发动机循环内没有预定次数具有HPES条件，则方法返回至框202，因为还未出现足够的失效来进行对OCV停用响应时间进行调节。
在框214处，方法继续，当至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内有预定次数具有高压排气充量弹簧条件时，如果使响应时间减少不会超过预定最小响应阈值，则使控油阀停用响应时间减少预定减量。又一步骤包括重置失效计数器。方法然后在执行了框214之后返回至框202。
参照图2b，在框216处，方法继续，如果至少一个汽缸在前一发动机循环上未能停用，则检测至少一个汽缸在下一发动机循环上是否未能停用。对至少一个汽缸是否未能停用的确定可以是通过利用近距离传感器监测至少一个汽缸的致动或者通过其它方法来完成，但该确定是通过汽缸诊断模块130根据示例性实施例的方面来处理。如果至少一个汽缸在下一发动机循环上没有未能停用，则在框218处，使停用失效计数器增量。如果至少一个汽缸在下一发动机循环上仍未能停用，则方法前进至下文的框224。
在框220处，方法包括：检测至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内是否有预定次数未能停用。如果至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内已失效预定次数，则在框222处，方法继续，如果使响应时间增加不会超过预定最大响应阈值的话，则使控油阀停用响应时间增加预定增量。又一步骤包括重置失效计数器。
如果至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内没有失效预定次数，则方法返回至框202，因为还未出现足够的失效来进行对OCV停用响应时间进行调节。
在框224处，如果检测到至少一个汽缸在下一发动机循环上仍未能停用，则方法继续设置发动机故障码，因为很有可能的是如果至少一个汽缸在两个连续的循环上都未能停用则该事件可能不是OCV响应时间问题。方法然后返回至框202。
再次参照图2a，在框226处，方法继续在不满足用于停用的条件时确定是否满足用于汽缸再启用的条件。如果满足用于汽缸再启用的条件，则方法进行至图2c，框228用于命令至少一个汽缸在当前发动机循环中再启用。
参照框230，方法继续检测再启用的至少一个汽缸是否不点火。再次，应理解，检测关于至少一个汽缸是否不点火，或者未能停用/再启用，这是由汽缸诊断模块130根据示例性实施例的方面使用已知的技术来进行处理。例如，可以基于检查再启用的至少一个汽缸、顺序在至少一个汽缸前面的汽缸，以及顺序在至少一个汽缸后面的汽缸的点火机会来确定不点火条件。如果至少一个汽缸在当前发动机循环期间不点火，则方法在框232处继续。如果至少一个汽缸没有不点火，则不采取行动。
在框232处，方法继续，如果至少一个汽缸在前一发动机循环上不点火，则检测至少一个汽缸在下一发动机循环上是否不点火。如果至少一个汽缸在下一发动机循环上没有不点火，则在框234处，使不点火计数器增量以便保持追踪不点火的次数。如果检测到至少一个汽缸在下一发动机循环期间不点火，则方法进行至下文的框240。
在框236处，方法继续检测至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内是否有预定次数不点火。如果确定至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内已有预定次数不点火，则方法进行至框238，如果使响应时间增加不会超过预定最大响应阈值，则使控油阀再启用响应时间增加预定增量，并且又一步骤包括重置失效计数器。接着，方法返回至框202。如果至少一个汽缸在预定数量的发动机循环内没有预定次数不点火，则方法返回至框202，因为还未出现足够的失效来进行对OCV再启用响应时间进行调节。
在框240处，方法继续在至少一个汽缸在下一循环上仍不点火时设置发动机故障码，因为很有可能的是如果至少一个汽缸在两个连续的循环上都不点火则该事件可能不是OCV响应时间问题。方法然后返回至框202。
该详细描述给本领域的技术人员提供方便的路线图来实施示例性实施例或者多个示例性实施例。在不背离本发明的范围和精神的情况下，对于本领域的普通技术人员而言，许多修改和变型将显而易见。尽管在本发明的前述详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，但应理解，存在大量变型。还应理解，示例性实施例或者多个示例性实施例仅仅是示例，并且不意在以任何方式限制本发明的范围、适用性，或者配置。相反，前述详细描述会给本领域的技术人员提供方便的路线图来实施本发明的示例性实施例。应理解，在不背离如所附权利要求书中列出的本发明的范围的情况下，可以对在示例性实施例中描述的元件的功能和布置做出各种改变。

Claims (10)

1.一种用于使用汽缸阀诊断来调节控油阀致动响应时间的方法，其包括：
确定是否满足用于汽缸停用的条件；
当满足用于停用的条件时，命令至少一个汽缸停用；
检测高压排气充量弹簧是否在所述至少一个停用的汽缸内；
如果没有检测到高压排气充量弹簧，则检测所述至少一个汽缸是否未能停用；
如果所述至少一个汽缸在前一停用尝试上未能停用，则检测所述至少一个汽缸在下一停用尝试上是否未能停用；
检测所述至少一个汽缸在预定数量的停用尝试内是否有预定次数未能停用；以及
当所述至少一个汽缸在预定数量的停用尝试内有预定次数未能停用时，如果使所述响应时间增加不会超过预定最大响应阈值，则使控油阀停用响应时间增加预定增量。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：当所述至少一个汽缸在所述下一停用尝试上启用时，使停用失败计数器增量。
3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：在使所述控油阀停用响应时间增加预定增量之后或者如果使所述响应时间增加会超过所述预定最大阈值的话，则重置所述停用失败计数器。
4.根据权利要求1所述的方法，其中检测高压排气充量弹簧进一步包括：当已检测到高压排气充量弹簧时，检测所述至少一个汽缸在预定数量的停用尝试内是否有预定次数具有高压排气充量弹簧条件。
5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括：当所述至少一个汽缸在预定数量的停用尝试内有预定次数具有高压排气充量弹簧条件时，如果使所述响应时间减少不会超过预定最小响应阈值，则使控油阀停用响应时间减少预定减量。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括：当所述至少一个汽缸在所述下一停用尝试上启用时，使停用失败计数器增量。
7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：在使所述控油阀停用响应时间增加预定增量之后或者如果使所述响应时间增加会超过所述预定最大阈值的话，则重置所述停用失败计数器。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：当不满足用于停用的条件时，确定是否满足用于汽缸再启用的条件。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：当满足用于再启用的条件时，命令至少一个汽缸再启用。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：检测所述再启用的至少一个汽缸是否不点火。
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