CN111852604B - 电动相位器控制方法及系统 - Google Patents

电动相位器控制方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111852604B
CN111852604B CN202010745214.7A CN202010745214A CN111852604B CN 111852604 B CN111852604 B CN 111852604B CN 202010745214 A CN202010745214 A CN 202010745214A CN 111852604 B CN111852604 B CN 111852604B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
electric phaser
phase
electric
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010745214.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111852604A (zh
Inventor
唐为义
梁锐
曹广富
李树宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chery Automobile Co Ltd
Original Assignee
Chery Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chery Automobile Co Ltd filed Critical Chery Automobile Co Ltd
Priority to CN202010745214.7A priority Critical patent/CN111852604B/zh
Publication of CN111852604A publication Critical patent/CN111852604A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111852604B publication Critical patent/CN111852604B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/08—Safety, indicating, or supervising devices
    • F02B77/082—Safety, indicating, or supervising devices relating to valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/62—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive for raising the temperature of the motor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

本申请涉及发动机领域，具体涉及一种电动相位器控制方法及系统。该电动相位器控制方法包括：控制单元判断电喷系统、凸轮轴位置传感器和电机是否存在故障，判断电机温度是否达到过热保护阈值，判断电动相位器相位调节的目标相位是否进入极限位置；若电喷系统、凸轮轴传感器和电机均无故障，电机温度未达到过热保护阈值，且电动相位器相位调节的目标相位未进入极限位置，则控制单元发出下一条指令，控制电动相位器进行相位调节。本申请实施例提供的电动相位器控制方法，能够对发动机运行所涉及的各部件进行故障检测，保证在各种故障情况下凸轮轴相位处于安全范围内，全方位保证发动机运行正常，提高了车辆运行的安全性。

Description

电动相位器控制方法及系统
技术领域
本发明涉及发动机领域，特别涉及一种电动相位器控制方法及系统。
背景技术
随着节能减排要求的日益严苛以及蓝天保卫战各项措施逐步实施，汽车工业首当其冲。尤其是如何减少油耗及排放成为待解决的重点问题。其中，车辆相位器在降低车用发动机油耗水平以及减少排放中起着重要作用。
传统的相位器控制多基于油压控制实现调节，在停机及起动过程中受油压的影响，无法实现相位器控制。同时，温度边界也会影响油压的建立，进而影响相位控制的精度。当前发动机的降油耗技术已逼迫厂商采用发动机低油压运行模式，而相位器在低油压模式下无法实现快速调节。此外，油压控制方式下机油会对控制阀造成污染，发生机油控制阀卡滞，进而导致油压异常，相位器控制失效。与传统油压控制的相位器不同，电动相位器可以避免油污带来的机油控制阀的污染卡滞问题，并能够实现起动过程中相位的任意位置调节，提高相位调节的精度。
然而，车辆各相关部件的故障会使电动相位器的控制出现难以估计的误差，容易导致相位调节失败，进而导致车辆行驶不畅，严重时还有可能导致发生危险。因此，提供一种全方位安全的电动相位器控制方法有着重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电动相位器控制方法，该方法能够全面检测发动机运行中所涉及到的各部件的安全性，并对不同故障采取不同的控制策略。技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种电动相位器控制方法，所述方法由控制单元执行，所述方法包括：
判断电喷系统是否存在故障，若存在故障，则提示用户对所述电喷系统进行故障维修；
判断凸轮轴位置传感器是否存在故障，若存在故障，则提示用户对所述凸轮轴位置传感器进行故障维修；
判断电机是否存在故障，若存在故障，则提示用户对所述电机进行故障维修；
判断电机温度是否达到过热保护阈值，若所述电机温度达到所述过热保护阈值，则执行过热保护策略；
判断电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置，若所述电动相位器相位调节的目标位置进入所述极限位置，则执行软着陆策略；
若所述电喷系统、所述凸轮轴位置传感器和所述电机均无故障，所述电机温度未达到所述过热保护阈值，且所述电动相位器相位调节的目标位置未进入所述极限位置，则所述控制单元发出下一条指令，以使接收所述指令的驱动单元根据所述指令控制所述电动相位器进行相位调节。
可选的，所述方法还包括：当判定所述凸轮轴位置传感器存在故障时，将所述电动相位器锁止在预设的安全位置。
可选的，所述判断电机是否存在故障包括：
判断所述电机的控制线路是否开路、短接到地或短接到电源端；
所述方法还包括：
当确定所述电机存在故障时，点亮故障灯，对车辆运行工况予以调整，并禁止所述电动相位器动作。
可选的，所述对车辆运行工况予以调整，并禁止所述电动相位器动作包括：
通过所述电动相位器调整凸轮轴的相位为预设的故障模式下的目标相位，所述电动相位器在所述目标相位下被禁止动作。
可选的，所述判断电机温度是否达到过热保护阈值包括：实时监测所述电机温度，并将所述电机温度与所述过热保护阈值比较；
所述过热保护策略包括：进行报警提示，并根据过热保护模式下的目标设定相位图控制所述电动相位器进行相位调节。
可选的，所述根据过热保护模式下的目标设定相位图控制所述电动相位器进行相位调节包括：
获取所述电机温度，根据所述电机温度查询所述目标设定相位图，得到所述电机温度对应的目标相位，通过所述电动相位器将凸轮轴的相位调整为所述目标相位，所述电动相位器在所述目标相位下被禁止动作。
可选的，所述实时监测所述电机温度包括：
实时计算气缸与所述电机间热传导导致的第一电机温度上升值、所述电机向进气和环境气体以及机油散热导致的电机温度下降值和所述电机自身发热导致的第二电机温度上升值，根据所述第一电机温度上升值、所述电机温度下降值、所述第二电机温度上升值和所述电机的初始温度计算所述电机的最终温度，将所述电机的所述最终温度作为所述电机温度。
可选的，所述判断电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置包括：
根据所述控制单元发出的相位目标控制指令，辨识所述电动相位器相位调节的目标位置是否进入所述极限位置。
可选的，所述软着陆策略包括：
提前修正驱动电流；
修正所述驱动电流后，判断所述电动相位器相位调节的目标位置是否进入所述极限位置；若所述电动相位器相位调节的目标位置进入所述极限位置，则再次修正所述驱动电流。
第二方面，本发明实施例提供了一种电动相位器控制系统，所述系统包括：控制单元、驱动单元、电动相位器、凸轮轴系统、相位检测元件和信号传输通道，所述系统用于在所述控制单元的控制下实现如第一方面任一所述的电动相位器控制方法。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供的电动相位器的控制方法，能够利用控制单元全面地判断电喷系统、凸轮轴位置传感器和电机是否存在故障，判断电机温度是否达到过热保护阈值以及判断电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置；若电喷系统、凸轮轴位置传感器和电机均无故障，电机温度未达到过热保护阈值，且电动相位器相位调节的目标位置未进入极限位置，则控制单元发出下一条指令，驱动单元接收该指令并根据该指令控制电动相位器进行相位调节，即在保证发动机各部件均处于正常工作状态时才采用电动相位器进行正常相位调节，避免相位调整误差。当存在故障时或特殊情况时，根据实际情况分别采取相应的控制策略，可以保证凸轮轴相位在不同情况下均处于安全相位，避免相位调节误差导致气门的开闭时间错误，引起车辆安全问题，提高了发动机运行安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电动相位器控制方法的逻辑示意图；
图2为本发明实施例提供的一种凸轮轴位置传感器故障检测及控制方式逻辑示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电机故障检测及控制方式逻辑示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电机过热检测及过热保护方式逻辑示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电机温度计算逻辑示意图；
图6为本发明实施例提供的一种相位调节目标位置进入极限位置的检测及控制方式逻辑示意图；
图7为本发明实施例提供的一种电动相位器控制系统示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
发动机是给车辆提供动力的部件，是车辆的核心总成。现有的车辆发动机主要包括机体组以及装配在机体组上或机体组周围的曲柄连杆结构、配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统等。为提高发动机效率，一般还为发动机配置可变气门正时(Variable Valve Timing，VVT)系统。
其中，曲柄连杆结构是发动机产生动力和输出动力的主要部件，该结构包括活塞连杆组和曲轴飞轮组两部分。可燃气体经压缩点火在发动机气缸中燃烧而转化成热能，燃烧后的气体所产生的高温高压作用于活塞顶部，推动活塞做直线运动，曲轴与活塞连杆相连，将燃烧过程获得的能量转变为旋转的机械能，对外输出功。
配气结构的作用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火次序的要求，开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜混合气体及时地进入气缸，废气得以及时排出气缸。配气机构主要包括气门组和气门传动组，气门组在配气机构中相当于一个阀门，负责准时接通和切断进排气系统与气缸之间的通道；气门传动组的作用是促进进气门和排气门按规定的时刻开闭，且保证足够的开度。气门传动组包括凸轮轴、正时齿轮等零件。
VVT系统的主要功能是通过配置相应的控制及执行系统，对发动机凸轮轴相对于曲轴的相位进行调节，从而使得气门开启、关闭的时间随发动机工况的变化而变化，以提高充气效率，增加发动机功率。
具体的，曲轴经由齿轮、链条或齿形胶带传动装置带动凸轮轴转动，而凸轮轴主要作用为控制气门的开启和闭合动作，其主体为一根与气缸组长度近似相同的圆柱形棒体，棒体上套有若干个凸轮，用于驱动气门。气门的配气正时取决于凸轮轴的转角，当凸轮轴相对于曲轴的相位固定时，气门的配气正时是恒定的。
由于气体的流动会随着发动机运转速度的快慢而改变，为了使气缸在不同的转速下都能获得良好的进气效率，需要不断改变气门开启与关闭的时间。因此，一般在凸轮轴一端安装相位器，通过相位器来调整凸轮轴相对于曲轴的相位，进而调整气门开启与关闭的正时。
本发明实施例中，为实现电动相位器进行相位控制，在现有发动机电控系统原本的硬件配置基础上，增设电动相位器机械本体机构和驱动单元。其中，电动相位器的机械本体结构例如可以包括一个电机和一个输出轴。电机用于驱动输出轴以一定转速转动，输出轴通过机械结构与凸轮轴实现连接。在需要改变气门正时的时候，电机的转速改变使输出轴的转速变化，进而改变凸轮轴相对于曲轴的相位。驱动单元为一个独立的控制器模块，用于接收来自电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)的目标指令信号，并根据该目标指令信号改变电动相位器电机的驱动电流进而改变输出轴的转速，由输出轴与凸轮轴的传动关系来调整凸轮轴相对于曲轴的相位。此外，为适应车辆的不同工况，电动相位器的转速经常需要在短时间内变化，为此，电动相位器与驱动单元之间还设置有减速器，通过减速器来实现电动相位器的变速控制。需要注意的是，本申请中电动相位器的组成仅为示例性，其他形式的电动相位器也适用于本申请发明实施例提供的电动相位器控制方法。
本发明实施例中电动相位器与凸轮轴的传动结构例如可以为齿轮组，比如行星传动机构。本发明实施例不限定该传动结构的具体实现方式。
在实际中，车辆电喷系统、凸轮轴位置传感器或电动相位器电机若存在故障或电动相位器电机进入过热状态都会导致电动相位器对凸轮轴的调整存在误差，而凸轮轴的相位调整存在误差时，会导致发动机运行不正常，例如气门开启时刻不正确可能会导致缸压不够，燃烧不充分，发动机功率下降等，更严重地，相位调节失败可能会导致车辆发生安全事故。此外，相位调节时若电动相位器的目标相位进入极限位置，会导致凸轮轴对气门造成较大冲击，使气门发生较大程度的损坏，一方面提高了车辆运行的危险性，另一方面频繁更换气门使得成本增加。因此有必要对上述故障进行检测，以确保在各部件正常工作状态下采用电动相位器进行相位调节，并对电机过热和电动相位器相位调节目标进入极限位置的情况进行有效的控制。
为有效保障电动相位器调节过程中行车安全，本发明提出了一种电动相位器的控制方法，该方法由控制单元执行，如图1所示，该方法包括：
步骤110，控制单元开始执行所述方法。
步骤120，判断电喷系统是否存在故障，若存在故障，则执行步骤130。
进一步的，步骤120还包括：若电喷系统不存在故障，则控制单元执行步骤140。
步骤130，提示用户对电喷系统进行故障维修。
步骤121，判断凸轮轴位置传感器是否存在故障，若存在故障，则执行步骤131。
进一步的，步骤121还包括：若凸轮轴位置传感器不存在故障，则控制单元执行步骤140。
步骤131，提示用户对凸轮轴位置传感器进行故障维修。
步骤122，判断电机是否存在故障，若存在故障，则执行步骤132。
进一步的，步骤122还包括：若电机不存在故障，则控制单元执行步骤140。
步骤132，提示用户对电机进行故障维修。
步骤123，判断电机温度是否达到过热保护阈值，若电机温度达到过热保护阈值，则执行步骤133。
进一步的，步骤123还包括：若电机温度未达到过热保护阈值，则控制单元执行步骤140。
步骤133，执行过热保护策略。
步骤124，判断电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置，若电动相位器相位调节的目标位置进入极限位置，则执行步骤134。
进一步的，步骤124还包括：若该目标位置未进入极限位置，控制单元执行步骤140。
步骤134，执行软着陆(英文：soft-landing)策略。
步骤140，进行下一步操作，下一步操作具体可以包括检测其他部件是否存在故障、检测电机温度是否达到过热保护阈值、检测相位调节目标位置是否进入极限状态或发出下一条指令进行相位调节等。
其中，若电喷系统、凸轮轴位置传感器和电机均无故障，电机温度未达到过热保护阈值，且电动相位器相位调节的目标位置未进入极限位置，则步骤140的下一步操作为：控制单元发出下一条指令，驱动单元接收该指令并根据该指令控制电动相位器进行相位调节。
综上所述，本发明实施例提供的电动相位器的控制方法，能够对电喷系统、凸轮轴位置传感器和电机是否存在故障以及电机是否进入过热状态和电动相位器相位调节的目标相位是否进入极限状态进行检测，并对存在的故障进行故障修复，在电机进入过热状态时执行过热保护策略，在电动相位器相位调节目标进入极限位置时执行软着陆策略，即可以检测各种故障，并对各种故障进行维修，还可以对电机进行过热保护以及在出现极限位置相位调节目标时执行软着陆策略，保证在各种故障或状况下都能对发动机系统及时地维修和有效地控制，在无故障时，通过电动相位器进行相位调节，保证相位调节准确性，保证车辆行驶安全，也避免由于爆震等降低乘客体验度。
可选的，判断电喷系统是否存在故障包括：基于发动机控制单元的故障诊断功能判断电喷系统是否存在故障。若判定电喷系统存在故障，则进行报警提示，并提示用户对电喷系统进行维修处理。
其中，如图1所示，当完成对电喷系统的维修处理时，再次利用控制单元的故障诊断功能对电喷系统进行故障检测，当检测结果为存在故障时，再次进入维修环节，当检测结果为不存在故障时，则进入下一环节。下一环节可以为对车辆其他部件进行故障检测、检测电机是否进入过热状态或检测相位调节目标位置是否进入极限位置，也可以为通过电动相位器进行相位调节。
可选的，如图2所示，凸轮轴位置传感器故障检测及控制方式包括：
步骤210，钥匙上电。
步骤220，判断凸轮轴位置传感器是否存在故障，当判定凸轮轴位置传感器存在故障时，执行步骤221，若不存在故障，则执行步骤230。
步骤221，及时点亮故障灯并报警提示，提醒用户对凸轮轴位置传感器进行故障处理，故障处理结束后，再次执行步骤220。
可选的，步骤221还包括将电动相位器锁止在机械初始位置，该机械初始位置为预设的安全位置。
步骤230，控制单元执行下一步操作。
具体的，该下一步操作包括控制单元对其他部件进行故障检测、检测电机是否进入过热状态、检测相位调节目标位置是否进入极限位置或发出相位调节指令进行相位调节等。
综上所述，本发明实施例提供的电动相位器控制方法，能够对电喷系统、凸轮轴位置传感器和电机是否存在故障以及电机是否进入过热状态、电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置进行检测，并对存在的故障进行故障修复，在电机进入过热状态时执行过热保护操作，在电动相位器相位调节目标进入极限位置时执行软着陆策略，保证了车辆运行中各种故障模式下相位调节准确，避免发生事故，提高了行车安全性和乘客的体验感。其中，在检测到凸轮轴位置传感器存在故障时，及时点亮故障灯，提示用户进行故障维修，并将电动相位器锁止在预设的安全位置，可以避免在凸轮轴位置传感器存在故障时进行相位调节，进而引起危险，保证了行车安全。
可选的，如图3所示，电机故障检测及控制方式包括：
步骤310，控制单元开始检测电机是否存在故障。
步骤320，判断电机是否存在故障，若电机存在故障，则执行步骤321，否则执行步骤330。
可选的，判断电机是否存在故障包括判断电机的控制线路是否开路、短接到地或短接到电源端等。
步骤321，及时点亮故障灯，对车辆运行工况予以调整，并禁止电动相位器动作。
由于在故障模式下，电机无法正确对电动相位器进行调节，进而无法正确控制凸轮轴相位，存在安全风险，因此，当确定电机满足故障报警条件时，需要对车辆运行工况予以调整。
可选的，对车辆运行工况予以调整，并禁止电动相位器动作包括：通过电动相位器调整凸轮轴的相位为预设的故障模式下的目标相位，电动相位器在该目标相位下被禁止动作。
步骤330，控制单元执行下一步操作。
具体的，该下一步操作可以包括检测其他部件是否存在故障、检测电机是否进入过热状态、检测相位调节目标位置是否进入极限位置或发出下一条指令进行相位调节等。
综上所述，本发明实施例提供的电动相位器控制方法，控制单元能够对电喷系统、凸轮轴位置传感器和电机是否存在故障以及电机是否进入过热状态、电动相位器相位调节的目标相位是否进入极限位置进行检测，并对存在的故障进行故障修复，在电机进入过热状态时执行过热保护策略，在电动相位器相位调节的目标相位进入极限位置时执行软着陆策略，保证了车辆运行中凸轮轴相位始终处于安全范围，避免发生事故，提高了行车安全性和乘客的体验感。其中，在确认电机存在故障时，点亮故障灯，并调整运行工况，通过电动相位器将凸轮轴相位调整为故障模式下的目标相位，进一步保证电机故障模式下车辆运行安全。
一般地，在车辆运行过程中，电动相位器需要频繁的进行相位调节，进而电机的温度会逐渐升高，同时，气缸内可燃气体不断燃烧，也会形成热传导使电机温度升高。当电机温度升高到一定值时，会使电动相位器的调整存在较大误差，因此，需要对电机进行过热保护。
可选的，如图4所示，电机过热检测及过热保护方式包括：
步骤410，控制单元开始检测电机是否进入过热状态。
步骤420，判断电机温度是否达到过热保护阈值，若电机温度达到过热保护阈值，则执行步骤421，否则，执行步骤430。
可选的，判断电机温度是否达到过热保护阈值包括实时监测电机温度，并将电机温度与过热保护阈值比较。
步骤421，控制单元执行过热保护策略，该过热保护策略包括：进行报警提示，并根据过热保护模式下的目标设定相位图(目标设定map)控制所述电动相位器进行相位调节。
可选的，根据过热保护模式下的目标设定相位图控制电动相位器进行相位调节包括：获取电机温度，根据电机温度查询目标设定相位图，得到该电机温度对应的目标相位，通过电动相位器调整凸轮轴的相位为该目标相位，电动相位器在该目标相位下被禁止动作。
步骤430，控制单元进行下一步操作。
具体的，该下一步操作可以为检测其他部件是否存在故障、检测相位调节目标位置是否进入极限位置或发出下一条指令进行相位调节等。
可选的，实时监测电机温度包括：实时计算气缸与电机间热传导导致的第一电机温度上升值、电机向进气和环境气体以及机油散热导致的电机温度下降值和电机自身发热导致的第二电机温度上升值，根据第一电机温度上升值、电机温度下降值、第二电机温度上升值和电机的初始温度计算电机的最终温度，将电机的最终温度作为电机温度。
具体的，图5中示出了电机温度计算的逻辑框图。如图5所示，实时监测电机温度包括：
步骤510，标定电机的初始温度。
步骤520，计算发生在气缸与电机之间的热传导导致的第一电机温度上升值：
第一电机温度上升值＝(气缸内燃烧温度-电机温度)*热传导损失系数。
步骤530，计算电机向气缸进气、环境气体和机油的散热导致的电机温度下降值：
电机温度下降值＝从电机到进气散热温度下降值+从电机到环境气体的散热温度下降值+从电机到机油的散热温度下降值，
其中，从电机到进气的散热温度下降值＝(电机温度-进气温度)*热传导损失系数，
从电机到环境气体的散热温度下降值＝(电机温度-环境温度)*热传导损失系数，
从电机到机油的散热温度下降值＝(电机温度-机油温度)*热传导损失系数。
步骤540，计算电机本身的发热导致的第二电机温度上升值。
具体的，考虑到电机的功率通过比例积分微分(英文：Proportion IntegrationDifferentiation，PID)调节，计算电机本身的电流发热导致的温度上升值：
第二电机温度上升值＝电流*电流*电阻*占空比/电机比热容。
步骤550，根据第一电机温度上升值、电机温度下降值、第二电机温度上升值和电机的初始温度计算电机的最终温度。
具体的，电机的最终温度＝电机的初始温度+第一电机温度上升值-电机温度下降值+第二电机温度上升值。
基于上述电机温度计算逻辑可以计算得到电机的最终温度，将该最终温度作为电机温度。同时，电机的最终温度还作为下一次的电机初始温度进行下一轮计算。
综上所述，本发明实施例提供的电动相位器控制方法，控制单元能够对电喷系统、凸轮轴位置传感器和电机是否存在故障以及电机是否进入过热状态、电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置进行检测，并对存在的故障进行故障修复，在电机进入过热状态时执行过热保护策略，在电动相位器相位调节目标进入极限位置时执行软着陆策略，保证了车辆运行中各种故障模式下相位调节准确，避免发生事故，提高了行车安全性和乘客的体验感。其中，在电机温度达到过热保护阈值时，控制单元根据过热保护模式下的目标预设相位图控制电动相位器进行相位调节，保证凸轮轴相位处于安全范围，避免相位调节误差，进而保证发动机的运行工况平稳，提高车辆安全性。
可选的，如图6所示，相位调节目标位置进入极限位置的检测及控制方式包括：
步骤610，控制单元开始检测相位调节目标位置是否进入极限位置。
步骤620，判断电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置，若该目标位置进入极限位置，则执行步骤621，否则，执行步骤630。
可选的，判断电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置包括：根据控制单元发出的相位目标控制指令，辨识电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置。由于相位调节指令来自于控制单元，则可直接根据控制单元发出的相位目标控制指令来辨识目标相位是否进入极限位置。
步骤621，执行软着陆策略。
可选的，所述软着陆策略包括：
提前修正驱动电流；
修正驱动电流后，判断电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置；若电动相位器相位调节的目标位置进入极限位置，则再次修正驱动电流。
步骤630，控制单元执行下一步操作，该下一步操作可以为对其他部件进行故障检测、对电机温度是否达到过热保护阈值进行保护或发出下一个指令进行相位调节等。
本发明实施例中，电动相位器相位调节的目标位置进入极限位置是指电动相位器进行相位调节的目标位置使得凸轮轴相位在短时间内撞上气门。由于电动相位器电机的转速较快，当其调节的目标位置进入极限位置时，凸轮轴将会以较大的速度冲撞气门，对气门造成较大损坏。为避免凸轮轴对气门造成损伤，实时检测电动相位器相位调节的目标位置，目标位置进入极限位置时，预先对电动相位器的驱动电流进行调节，以使相位器的转速下降，进而使凸轮轴相位以较缓慢的速度变化，减小对气门的冲击。
综上所述，本发明实施例所提供的电动相位器控制方法，控制单元能够对电喷系统、凸轮轴位置传感器和电机是否存在故障以及电机是否进入过热状态、电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限状态进行检测，并对存在的故障进行故障修复，在电机进入过热状态时执行过热保护策略，在电动相位器相位调节目标进入极限位置时执行软着陆策略，保证了车辆运行中各种故障模式下凸轮轴的相位始终处于安全范围内，避免发生事故，提高了行车安全性和乘客的体验感。其中，控制单元在检测到相位调节的目标位置进入极限位置时采用软着陆策略提前修正驱动电流，降低电动相位器电机的转速，使凸轮轴的相位变化速度变慢，从而减小凸轮轴对气门的冲击，提高了发动机零部件的可靠性。
本发明实施例提供了一种电动相位器控制系统，如图7所示，电动相位器控制系统包括：控制单元710、驱动单元720、电动相位器730、凸轮轴系统740、相位检测元件750和信号传输通道760，该系统用于在控制单元的控制下实现上述任一实施例中提供的电动相位器控制方法。
具体的，控制单元710接收相位检测元件750实时监测的相位信号，该相位信号包括凸轮轴位置信号。控制单元710对该相位信号进行逻辑运算，并根据车辆运行工况判断凸轮轴相位是否需要改变。若控制单元710的运算结果为需要改变凸轮轴的相位，则生成目标相位信号，通过信号传输通道760将目标相位信号传输至驱动单元720。驱动单元720接收该目标相位信号，根据该目标相位信号生成执行信号，该执行信号可以改变电动相位器电机的驱动电流，进而通过电动相位器输出轴与凸轮轴之间的传动关系改变凸轮轴相对于曲轴的相位。
具体的电动相位器控制方法在方法部分已经详细介绍过，在此不再赘述。
综上，本发明实施例提供了一种电动相位器控制系统，该系统中控制单元可以对电喷系统、凸轮轴位置传感器和电机是否存在故障进行检测，并根据故障模式分别采取不同措施，保证故障模式下凸轮轴的相位处于安全范围内，同时还可以对电机是否处于过热状态和电动相位器相位调节目标位置是否进入极限位置进行实时监控。当发现电机处于过热状态时，执行过热保护策略，并根据过热保护模式下的目标相位图控制电动相位器进行相位调节，保证电机过热状态下行车安全。当检测到电动相位器相位调节目标相位进入极限位置时，采用软着陆策略提前修改驱动电流，减小凸轮轴对气门的冲击，提高发动机零部件的可靠性。因此，该系统能够保证车辆在各种情况下均处于安全状态，提高了车辆的安全性和零部件的可靠性。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动相位器控制方法，其特征在于，所述方法由控制单元执行，所述方法包括：
判断电喷系统是否存在故障，若存在故障，则提示用户对所述电喷系统进行故障维修；
判断凸轮轴位置传感器是否存在故障，若存在故障，则提示用户对所述凸轮轴位置传感器进行故障维修；
判断电机是否存在故障，若存在故障，则提示用户对所述电机进行故障维修；
判断电机温度是否达到过热保护阈值，若所述电机温度达到所述过热保护阈值，则执行过热保护策略；
判断电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置，若所述电动相位器相位调节的目标位置进入所述极限位置，则执行软着陆策略；
若所述电喷系统、所述凸轮轴位置传感器和所述电机均无故障，所述电机温度未达到所述过热保护阈值，且所述电动相位器相位调节的目标位置未进入所述极限位置，则所述控制单元发出下一条指令，以使接收所述指令的驱动单元根据所述指令控制所述电动相位器进行相位调节；
其中，所述判断电机温度是否达到过热保护阈值包括：实时监测所述电机温度，并将所述电机温度与所述过热保护阈值比较；
所述过热保护策略包括：进行报警提示，并根据过热保护模式下的目标设定相位图控制所述电动相位器进行相位调节。
2.根据权利要求1所述的电动相位器控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当判定所述凸轮轴位置传感器存在故障时，将所述电动相位器锁止在预设的安全位置。
3.根据权利要求1所述的电动相位器控制方法，其特征在于，所述判断电机是否存在故障包括：
判断所述电机的控制线路是否开路、短接到地或短接到电源端；
所述方法还包括：
当确定所述电机存在故障时，点亮故障灯，对车辆运行工况予以调整，并禁止所述电动相位器动作。
4.根据权利要求3所述的电动相位器控制方法，其特征在于，所述对车辆运行工况予以调整，并禁止所述电动相位器动作包括：
通过所述电动相位器调整凸轮轴的相位为预设的故障模式下的目标相位，所述电动相位器在所述目标相位下被禁止动作。
5.根据权利要求1所述的电动相位器控制方法，其特征在于，所述根据过热保护模式下的目标设定相位图控制所述电动相位器进行相位调节包括：
获取所述电机温度，根据所述电机温度查询所述目标设定相位图，得到所述电机温度对应的目标相位，通过所述电动相位器将凸轮轴的相位调整为所述目标相位，所述电动相位器在所述目标相位下被禁止动作。
6.根据权利要求1所述的电动相位器控制方法，其特征在于，所述实时监测所述电机温度包括：
实时计算气缸与所述电机间热传导导致的第一电机温度上升值、所述电机向进气和环境气体以及机油散热导致的电机温度下降值和所述电机自身发热导致的第二电机温度上升值，根据所述第一电机温度上升值、所述电机温度下降值、所述第二电机温度上升值和所述电机的初始温度计算所述电机的最终温度，将所述电机的所述最终温度作为所述电机温度。
7.根据权利要求1所述的电动相位器控制方法，其特征在于，所述判断电动相位器相位调节的目标位置是否进入极限位置包括：
根据所述控制单元发出的相位目标控制指令，辨识所述电动相位器相位调节的目标位置是否进入所述极限位置。
8.根据权利要求1所述的电动相位器控制方法，其特征在于，所述软着陆策略包括：
提前修正驱动电流；
修正所述驱动电流后，判断所述电动相位器相位调节的目标位置是否进入所述极限位置；若所述电动相位器相位调节的目标位置进入所述极限位置，则再次修正所述驱动电流。
9.一种电动相位器控制系统，其特征在于，所述系统包括：控制单元、驱动单元、电动相位器、凸轮轴系统、相位检测元件和信号传输通道，所述系统用于在所述控制单元的控制下实现如权利要求1至8中任一项所述的电动相位器控制方法。
CN202010745214.7A 2020-07-29 2020-07-29 电动相位器控制方法及系统 Active CN111852604B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010745214.7A CN111852604B (zh) 2020-07-29 2020-07-29 电动相位器控制方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010745214.7A CN111852604B (zh) 2020-07-29 2020-07-29 电动相位器控制方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111852604A CN111852604A (zh) 2020-10-30
CN111852604B true CN111852604B (zh) 2021-08-31

Family

ID=72946437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010745214.7A Active CN111852604B (zh) 2020-07-29 2020-07-29 电动相位器控制方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111852604B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115788616B (zh) * 2022-11-30 2024-04-05 重庆长安汽车股份有限公司 一种中间位置锁止的凸轮轴控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2600603Y (zh) * 2003-03-14 2004-01-21 重庆工学院 汽车发动机集中控制装置
CN101363380A (zh) * 2008-10-09 2009-02-11 张和君 电控汽油发动机工作系统
GB201200803D0 (en) * 2012-01-18 2012-02-29 Rolls Royce Goodrich Engine Control Systems Ltd Fault tolerant electric drive system
CN202690224U (zh) * 2012-06-01 2013-01-23 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 一种汽车发动机气缸监测装置
CN106150728B (zh) * 2015-03-31 2019-09-20 长城汽车股份有限公司 连续可变气门升程机构的故障检测及处理方法
JP7139667B2 (ja) * 2018-04-12 2022-09-21 株式会社アイシン 弁開閉時期制御機構の制御装置
CN108983758B (zh) * 2018-08-23 2020-03-24 深圳市鹏巨术信息技术有限公司 一种汽车诊断设备的软件防护方法、装置及终端

Also Published As

Publication number Publication date
CN111852604A (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9121361B2 (en) Control system of electric actuator and control method thereof
EP2647812B1 (en) Internal combustion engine control apparatus
RU2705712C2 (ru) Способ (варианты) и система для двигателя
CN101793199B (zh) 可变气门设备
US8136616B2 (en) Oil control valve degradation detection and cleaning strategy
CN106062345B (zh) 内燃机的控制装置及控制方法
US7938088B2 (en) Variable valve timing system
US8498797B2 (en) Control apparatus and control method for internal combustion engine
WO2008029242A2 (en) Variable valve timing system and method for controlling the same
JP4594264B2 (ja) 可変バルブタイミング装置
CN108138660A (zh) 阀控制装置
CN100582447C (zh) 可变气门驱动系统及方法
CN111852604B (zh) 电动相位器控制方法及系统
CN102128095B (zh) 用于清洁电磁阀碎屑的系统和方法
KR20200009436A (ko) 통합 유량 제어 밸브 장착 차량 및 통합 유량 제어 밸브 장착 차량의 제어 방법
JP5096096B2 (ja) 可変動弁機構の制御装置
US10450904B2 (en) Abnormality diagnosis system for internal combustion engine and abnormality diagnosis method for internal combustion engine
US20130192549A1 (en) Control system for variable valve timing apparatus
KR102394549B1 (ko) 엔진 시스템의 진단 방법 및 장치
KR101189483B1 (ko) 오일콘트롤밸브의 고착 방지를 위한 제어방법
JP2015028311A (ja) 内燃機関の診断装置
KR102108801B1 (ko) 연속 가변 밸브 듀레이션 시스템의 페일 세이프티 제어 방법
JP4848337B2 (ja) 内燃機関の制御装置
CN111927624B (zh) 一种诊断发动机机油压力不足的方法
US20160040606A1 (en) Control apparatus for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant