CN112576383B - 可变压缩比发动机的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可变压缩比发动机的控制方法及装置，涉及发动机技术领域。该方法包括：当检测到VCR发动机处于通电且未起动的状态，且VCR机构处于无故障状态时，VCR发动机自学习开始，控制VCR机构中的控制轴转动至少预设数量的周期；基于控制轴在转动过程中的位置信息，获取控制轴对应的实际机械上/下止点位置；若控制轴在转动过程中，VCR机构仍处于无故障状态，则根据实际机械上/下止点位置确定控制轴对应的最大/最小工作位置；当检测到VCR发动机处于起动状态后，按照最大/最小工作位置组成的转动范围控制控制轴转动。本发明所述的方法得到了控制轴的转动范围，实现了对VCR发动机实际压缩比的准确控制。

Description

可变压缩比发动机的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种可变压缩比发动机的控制方法及装置。

背景技术

随着用户对汽车的动力性和经济性要求的逐渐提高，对汽车重要部件之一的发动机的性能要求也逐渐提高。目前，可变压缩比(Varriable Compress Ratio，VCR)发动机的应用十分广泛，VCR发动机可以通过控制实际压缩比，达到降低油耗，改善排放的目的，从而可以提高VCR发动机的动力性和经济性。

现有的VCR发动机中包括VCR机构，其中，VCR机构为多连杆驱动机构。图1示出了现有技术中的一种VCR机构的结构示意图，如图1所示，该VCR机构可以包括发动机活塞1、上连杆2、下连杆3、控制连杆4、控制轴偏心圆块5、控制轴6、调节传动模块7、电机8、电机输出轴9、机械下止点锁止块10和机械上止点锁止块11。当VCR机构处于图1左侧所示的(a)状态时，控制轴6处于机械下止点位置，机械下止点锁止块11限制控制轴6向机械下止点以下的位置转动，此时，发动机活塞1处于活塞上止点位置，发动机压缩比最大。当VCR机构处于图1右侧的(b)状态时，控制轴6处于机械上止点位置，机械上止点锁止块12限制控制轴6向机械上止点以上的位置转动，此时，发动机活塞1处于活塞下止点位置，发动机压缩比最小。

若想要使VCR发动机的动力性和经济性得到较好的改善，就需要对VCR发动机的实际压缩比进行准确控制，也即是需要对VCR机构中控制轴6的转动范围进行控制，如此，便需要对控制轴6的机械上止点位置和机械下止点位置进行限定。但是目前的相关技术中，无法对VCR机构在实际应用中能够达到的机械上止点位置和机械下止点位置进行准确确定，因此，也就无法在VCR发动机起动时，对控制轴6的转动范围进行控制。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种可变压缩比发动机的控制方法及装置，以对VCR机构在实际应用中能够达到的机械上止点位置和机械下止点位置进行准确确定，对控制轴的转动范围进行控制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面提供了一种可变压缩比发动机的控制方法，应用于控制装置，所述控制装置与所述可变压缩比发动机中的可变压缩比机构连接，所述方法包括：

当检测到所述可变压缩比发动机处于通电且未起动的状态，且所述可变压缩比机构处于无故障状态时，所述可变压缩比发动机自学习开始，控制所述可变压缩比机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期；

监测所述控制轴在转动过程中的位置信息；

基于所述位置信息，获取所述控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置；

若所述控制轴在转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据所述实际机械上止点位置和所述实际机械下止点位置，分别确定所述控制轴对应的最大工作位置和最小工作位置；

当检测到所述可变压缩比发动机处于起动状态后，按照所述最大工作位置与所述最小工作位置组成的转动范围，控制所述控制轴转动。

进一步的，所述方法还包括：

若检测到所述可变压缩比机构在通电且未起动的状态时或所述控制轴在转动过程中处于有故障状态，则确定故障类型；

根据所述故障类型，确定所述控制轴对应的所述最大工作位置和所述最小工作位置。

进一步的，所述根据所述故障类型，确定所述控制轴对应的所述最大工作位置和所述最小工作位置，包括：

当所述故障类型为电机故障，且所述电机故障在所述控制轴位于所述实际机械上止点位置或所述实际机械下止点位置时产生时，获取历史最大工作位置和历史最小工作位置，并将所述历史最大工作位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将所述历史最小工作位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置；

当所述故障类型为所述电机故障，且所述电机故障在所述控制轴位于所述实际机械上止点位置与所述实际机械下止点位置之间的位置时产生时，将预设机械上止点位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将预设机械下止点位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置；

当所述故障类型为传感器故障或传动故障时，则将所述预设机械上止点位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将所述预设机械下止点位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置。

进一步的，所述基于所述位置信息，获取所述控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置，包括：

基于所述位置信息，生成所述控制轴的位置变化图像；

确定每个所述周期内的最高位置点，以及确定每个所述周期内的最低位置点；

对各个所述最高位置点对应的位置信息求平均值，获得所述实际机械上止点位置，以及对各个所述最低位置点对应的位置信息求平均值，获得所述实际机械下止点位置。

进一步的，所述若在所述控制轴的转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据所述实际机械上止点位置和所述实际机械下止点位置，分别确定所述控制轴对应的最大工作位置和最小工作位置，包括：

若在所述控制轴的转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据公式U-Zero＝U-BDC+(U-UDC-U_-BDC)*Z％，确定所述控制轴对应的最小工作位置；

根据公式U_-Max＝U_-UDC-(U_-UDC-U_-BDC)*M％，确定所述控制轴对应的最大工作位置；

其中，U_-Zero表示所述最小工作位置，U_-BDC表示所述实际机械下止点位置，U_-Max表示所述最大工作位置，U_-UDC表示所述实际机械上止点位置；Z％和M％均大于或等于3％，且小于或等于5％。

相对于现有技术，本发明所述的一种可变压缩比发动机的控制方法具有以下优势：

本发明所述的一种可变压缩比发动机的控制方法，当检测到可变压缩比发动机处于通电且未起动的状态，且可变压缩比机构处于无故障状态时，可变压缩比发动机自学习开始，控制可变压缩比机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期，并监测控制轴在转动过程中的位置信息，接着基于位置信息，获取控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置，若控制轴在转动过程中，可变压缩比机构当前仍处于无故障状态，则根据实际机械上止点位置和实际机械下止点位置，分别确定控制轴对应的最大工作位置及最小工作位置，最终当检测到可变压缩比发动机处于起动状态后，按照最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，控制控制轴转动。通过上述方法，可以对控制轴的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置进行监测，并根据该实际机械上止点位置和实际机械下止点位置，确定对应的最大工作位置及最小工作位置，得到了该最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，进而可以根据该转动范围对控制轴的转动进行控制，如此，可以实现对可变压缩比发动机的实际压缩比的准确控制，进而能够改善可变压缩比发动机的动力性和经济性。

本发明的另一目的在于提出一种可变压缩比发动机的控制装置，以对可变压缩比机构在实际应用中能够达到的机械上止点位置和机械下止点位置进行准确确定，对控制轴的转动范围进行控制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种可变压缩比发动机的控制装置，所述控制装置与所述可变压缩比发动机中的可变压缩比机构连接，所述控制装置包括：

第一控制模块，用于当检测到所述可变压缩比发动机处于通电且未起动的状态，且所述可变压缩比机构处于无故障状态时，所述可变压缩比发动机自学习开始，控制所述可变压缩比机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期；

监测模块，用于监测所述控制轴在转动过程中的位置信息；

获取模块，用于基于所述位置信息，获取所述控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置；

第一确定模块，用于若所述控制轴在转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据所述实际机械上止点位置和所述实际机械下止点位置，分别确定所述控制轴对应的最大工作位置和最小工作位置；

第二控制模块，用于当检测到所述可变压缩比发动机处于起动状态后，按照所述最大工作位置与所述最小工作位置组成的转动范围，控制所述控制轴转动。

进一步的，所述控制装置还包括：

第二确定模块，用于若检测到所述可变压缩比机构在通电且未起动的状态时或所述控制轴在转动过程中处于有故障状态，则确定故障类型；

第三确定模块，用于根据所述故障类型，确定所述控制轴对应的所述最大工作位置和所述最小工作位置。

进一步的，所述第三确定模块包括：

第一确定子模块，用于当所述故障类型为电机故障，且所述电机故障在所述控制轴位于所述实际机械上止点位置或所述实际机械下止点位置时产生时，获取历史最大工作位置和历史最小工作位置，并将所述历史最大工作位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将所述历史最小工作位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置；

第二确定子模块，用于当所述故障类型为所述电机故障，且所述电机故障在所述控制轴位于所述实际机械上止点位置与所述实际机械下止点位置之间的位置时产生时，将预设机械上止点位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将预设机械下止点位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置；

第三确定子模块，用于当所述故障类型为传感器故障或传动故障时，则将所述预设机械上止点位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将所述预设机械下止点位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置。

进一步的，所述获取模块包括：

生成子模块，用于基于所述位置信息，生成所述控制轴的位置变化图像；

第四确定子模块，用于确定每个所述周期内的最高位置点，以及确定每个所述周期内的最低位置点；

获得子模块，用于对各个所述最高位置点对应的位置信息求平均值，获得所述实际机械上止点位置，以及对各个所述最低位置点对应的位置信息求平均值，获得所述实际机械下止点位置。

进一步的，所述第一确定模块包括：

第五确定子模块，用于若在所述控制轴的转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据公式U_-Zero＝U_-BDC+(U_-UDC-U_-BDC)*Z％，确定所述控制轴对应的最小工作位置；

第六确定子模块，用于根据公式U-Max＝U-UDC-(U-UDC-U-BDC)*M％，确定所述控制轴对应的最大工作位置；

其中，U_-Zero表示所述最小工作位置，U_-BDC表示所述实际机械下止点位置，U_-Max表示所述最大工作位置，U_-UDC表示所述实际机械上止点位置；Z％和M％均大于或等于3％，且小于或等于5％。

所述一种可变压缩比发动机的控制装置与上述一种可变压缩比发动机的控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的一种可变压缩比机构的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种可变压缩比发动机的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例二提供的一种可变压缩比发动机的控制方法的流程图；

图4是本发明实施例二提供的一种控制轴位置变化图像的坐标示意图；

图5是本发明实施例三提供的一种可变压缩比发动机的控制装置的结构框图；

图6是本发明实施例四提供的另一种可变压缩比发动机的控制装置的结构框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

图2是本发明实施例一提供的一种可变压缩比发动机的控制方法的流程图，该控制方法应用于控制装置，控制装置与可变压缩比发动机(以下简称VCR发动机)中的可变压缩比机构(以下简称VCR机构)连接，如图2所示，该方法包括：

步骤101、当检测到VCR发动机处于通电且未起动的状态，且VCR机构处于无故障状态时，VCR发动机自学习开始，控制VCR机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期。

在本发明实施例中，可以通过传感器检测VCR发动机中各个结构的运动或运行状态，进而传感器可以将相对应的状态信号发送至控制装置中，以对VCR发动机各个结构的运动或运行状态进行监测。

在本发明具体实施例中，可以通过传感器监测VCR发动机处于通电状态还是未通电状态，可以通过传感器监测VCR发动机处于起动状态还是未起动状态，可以通过传感器监测VCR机构处于有故障状态还是无故障状态，进而传感器可以将相对应的状态信号发送至控制装置中，以对VCR发动机各个结构的运动或运行状态进行监测。

其中，这里第一次检测VCR机构是否处于故障状态，是为了确定VCR机构是否可以开展自学习过程。具体地，可以对VCR机构中的传感器等电学元件进行通电断电，从而检测VCR机构中的电学元件是否有故障。当VCR机构处于有故障状态时，则VCR发动机无法开始自学习过程。当VCR机构处于无故障状态时，则VCR发动机可以开始自学习过程。

当通过传感器监测到VCR发动机处于通电且未起动的状态，且VCR机构处于无故障状态时，进而传感器可以将相对应的状态信号发送至控制装置中，控制VCR机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期。

在实际应用中，周期的预设数量可以大于或者等于2，本发明实施例对此不做具体限制。

步骤102、监测控制轴在转动过程中的位置信息。

在本发明实施例中，可以采用位置传感器监测控制轴在转动过程中的位置信息，该传感器可以布置在该控制轴周边，在控制轴处于不同位置时，传感器可监测到不同的位置信息。例如，位置传感器可以选择霍尔电压传感器，那么在控制轴处于不同位置时，传感器可监测到不同的电压信号，该电压信号可以反映出不同的位置信息。

步骤103、基于位置信息，获取控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置。

其中，当采用霍尔电压传感器监测该位置信息时，该传感器输出的电压最大时所对应的控制轴位置也即是实际机械上止点位置，该传感器输出的电压最小时所对应的控制轴位置也即是实际机械下止点位置。

步骤104、若控制轴在转动过程中，VCR机构仍处于无故障状态，则根据实际机械上止点位置和实际机械下止点位置，分别确定控制轴对应的最大工作位置和最小工作位置。

在本发明实施例中，由于VCR机构在控制轴的转动过程中，可能出现电机、传动等故障，从而影响自学习的后续过程，因此，这里第二次检测VCR机构是否处于故障状态，是为了确定VCR机构在自学习过程中是否存在故障。

在本发明实施例中，实际机械上止点位置为VCR机构向上运动的极限位置，实际机械下止点位置为VCR机构向下运动的极限位置，实际机械上止点位置与实际机械下止点位置组成的范围之外，发动机活塞无法达到。当控制轴在实际机械上止点位置和实际机械下止点位置之间转动时，发动机活塞对应第一运动范围。最大工作位置为VCR机构向上运动时，有效工作范围内的最大位置，最小工作位置为VCR机构向下运动时，有效工作范围内的最小位置，当控制轴在最大工作位置和最小工作位置之间转动时，发动机活塞对应第二运动范围，也即有效工作范围。由于需要将VCR发动机的实际压缩比缩小在一定的压缩比范围内，以使VCR发动机同时达到较佳的动力性和经济性，因此，在具体应用时，第二运动范围小于第一运动范围。

步骤105、当检测到VCR发动机处于起动状态后，按照最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，控制控制轴转动。

其中，最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，也即是，发动机活塞对应上述第二运动范围，则当控制轴在该转动范围转动时，发动机活塞对应在第二运动范围内运动，可以保证此时发动机活塞的实际压缩比在第二运动范围所对应的最大压缩比与最小压缩比之间，实现了对实际压缩比的准确控制，改善了VCR发动机的动力性和经济性。

在本发明实施例中，当检测到VCR发动机处于通电且未起动的状态，且VCR机构处于无故障状态时，VCR发动机自学习开始，控制VCR机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期，并监测控制轴在转动过程中的位置信息，接着基于位置信息，获取控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置，若控制轴在转动过程中，VCR机构当前仍处于无故障状态，则根据实际机械上止点位置和实际机械下止点位置，分别确定控制轴对应的最大工作位置及最小工作位置，最终当检测到VCR发动机处于起动状态后，按照最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，控制控制轴转动。通过上述方法，可以对控制轴的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置进行监测，并根据该实际机械上止点位置和实际机械下止点位置确定对应的最大工作位置及最小工作位置，得到了该最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，进而可以根据该转动范围对控制轴的转动进行控制，如此，可以实现对VCR发动机的实际压缩比的准确控制，进而能够改善VCR发动机的动力性和经济性。

实施例二

图3是本发明实施例二提供的一种可变压缩比发动机的控制方法的流程图，该控制方法应用于控制装置，控制装置与VCR可变压缩比发动机中的VCR机构连接，在本发明实施例中，该控制装置可以是电机控制器(Motor ControlUnit，MCU)。如图3所示，该方法包括：

步骤201、当检测到VCR发动机处于通电且未起动的状态，且VCR机构处于无故障状态时，VCR发动机自学习开始，控制VCR机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期。

在本发明实施例中，VCR发动机的转速可以大于或等于(n_max/5)转/分钟，且小于或等于(n_max/4)转/分钟，n_max为VCR发动机的额定转速。在该转速区间范围内可以防止控制轴的机械上止点锁止块和控制轴的机械下止点锁止块，在VCR发动机中的电机带动控制轴转动的过程中被冲击失效。

具体的，VCR发电机处于通电状态时，传感器中会产生信号：T15＝1，并将该信号发送至控制装置中；VCR发电机处于未通电状态时，传感器中会产生信号：T15＝0，并将该信号发送至控制装置中；VCR发电机处于未起动状态时，传感器中会产生信号：T50＝0，并将该信号发送至控制装置中；VCR发电机处于起动状态时，传感器中会产生信号：T50＝1，并将该信号发送至控制装置中；VCR机构处于无故障状态时，传感器中会产生信号：VCRErr＝0，并将该信号发送至控制装置中；VCR机构处于有故障状态时，传感器中会产生信号：VCRErr＝1，并将该信号发送至控制装置中。

当T15＝1，T50＝0并且VCRErr＝0时，控制装置输出StLearn＝1，StLearn＝1表示控制装置控制VCR机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期。

当VCR机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期后，控制装置输出StLearn＝3，StLearn＝3表示控制装置完成了控制VCR机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期这一过程。

步骤202、监测控制轴在转动过程中的位置信息。

在本发明实施例中，当VCR发动机的转速在上述转速区间范围，且电机的电流达到最大工作电流时，保证该电机输出转矩，该转矩经传动机构减速增扭后，控制轴输出转矩小于或等于机械上/下止点锁止扭矩，在该最大工作电流下控制轴可以持续工作一段时间，则在该一段时间内机械上/下止点锁止扭矩的最大位置即为实际机械上/下止点位置。

在本发明实施例中，控制轴的锁止方式可以是限位销锁止，也可以是限位弹簧锁止，还可以是电机内部锁止，当然更可以为其他锁止方式，本发明实施例对此不做具体限定。

可选地，控制轴在最大工作电流下的持续时间可以大于或等于0.1秒，且小于或等于0.3秒，具体的数据可以根据实际情况进行调整，本发明实施例对此不做限定。

步骤203、基于位置信息，生成控制轴的位置变化图像。

其中，位置变化图像的横轴表示时间，纵轴表示控制轴的位置。

具体的，控制轴可以从实际机械下止点位置开始转动，当周期的预设数量为3时，控制轴可以从实际机械下止点位置转动到实际机械上止点位置，再从实际机械上止点位置转动到实际机械下止点位置，并且对该过程循环三次，则可得如图4所示的坐标图。

在实际应用中，控制轴也可以从任意位置开始转动，只要监测出控制轴转动多个完整的周期即可，本发明实施例对控制轴开始转动的位置不做限定。

在本发明实施例中，每个周期的时间可以大于或等于0.2秒，且小于或等于0.4秒，该周期与VCR发动机转速等因素相关，具体可以根据实际情况进行调整，本发明实施例对此不做限定。

步骤204、确定每个周期内的最高位置点，以及确定每个周期内的最低位置点。

示例的，参见图4，图4中共示出三个最高位置点和四个最低位置点，其中第一个最低位置点属于图示的三个周期之前一个周期，其中，在第一个周期内有最高位置点01和最低位置点02，在第二个周期内有最高位置点03和最低位置点04，在第三个周期内有最高位置点05和最低位置点06。

步骤205、对各个最高位置点对应的位置信息求平均值，获得实际机械上止点位置，以及对各个最低位置点对应的位置信息求平均值，获得实际机械下止点位置。

示例的，如图4所示，对最高位置点01、最高位置点03和最高位置点05所对应的位置信息求平均值，获得实际机械上止点位置U-UDC。对最低位置点02、最低位置点04和最低位置点06所对应的位置信息求平均值，获得实际机械下止点位置U-BDC。

步骤206、若在控制轴的转动过程中，VCR机构仍处于无故障状态，则根据公式U-Zero＝U-BDC+(U-UDC-U-BDC)*Z％，确定控制轴对应的最小工作位置。

其中，U-Zero表示最小工作位置，U-BDC表示实际机械下止点位置，U-UDC表示实际机械上止点位置；其中，Z％可以大于或等于3％，且小于或等于5％。Z的值可以根据实际具体需求进行设定，本发明实施例对此不做限定。

步骤207、根据公式U-Max＝U-UDC-(U-UDC-U-BDC)*M％，确定控制轴对应的最大工作位置。

其中，U_-BDC表示实际机械下止点位置，U_-Max表示最大工作位置，U_-UDC表示实际机械上止点位置；其中，M％可以大于或等于3％，且小于或等于5％。M的值可以根据实际具体需求进行设定，本发明实施例对此不做限定。

步骤208、若检测到VCR机构在通电且未起动的状态时或控制轴在转动过程中处于有故障状态，则确定故障类型。

在本发明实施例中，故障类型可以包括：电机故障、传感器故障和传动故障中的至少一个类型。

其中，电机故障分为：控制轴位于实际机械上止点位置或实际机械下止点位置时产生的电机故障，和控制轴位于实际机械上止点位置与实际机械下止点位置之间的任一位置时产生的电机故障。

在实际应用中，可通过传感器输出的电压判断是否出现电机故障。由于传感器输出的电压最大时所对应的控制轴位置也即是实际机械上止点位置，则当传感器输出的电压最大时，可判断电机故障在控制轴位于实际机械上止点位置时产生。由于传感器输出的电压最小时所对应的控制轴位置也即是实际机械下止点位置，则当传感器输出的电压最小时，可判断电机故障在控制轴位于实际机械下止点位置时产生。当传感器输出的电压在最大电压或者最小电压之间时，可判断电机故障在控制轴位于实际机械上止点位置与实际机械下止点位置之间的位置时产生。

在实际应用中，可通过传感器输出的数据判断该传感器是否出现故障，可通过传动过程中输出至控制装置的信号判断是否出现传动故障。

在本发明实施例中，当VCR机构发生上述故障时，均中止控制方法的执行，直至故障消除后继续开启控制方法的执行。

具体的，当VCR机构发生上述故障时，此时传感器输出VCRErr＝1,则控制装置输出StLearn＝2，StLearn＝2表示控制装置中止控制方法的执行。

步骤209、根据故障类型，确定控制轴对应的最大工作位置和最小工作位置。

可选地，当故障类型为电机故障，且电机故障在控制轴位于实际机械上止点位置或实际机械下止点位置时产生时，获取历史最大工作位置和历史最小工作位置，将历史最大工作位置确定为控制轴对应的最大工作位置，以及将历史最小工作位置确定为控制轴对应的最小工作位置。

在本发明实施例中，历史最大工作位置和历史最小工作位置可以是控制装置上一次执行该控制方法时，所得到的最大工作位置和最小工作位置，本发明实施例对此不做限定。

其中，获取历史最大工作位置和历史最小工作位置的步骤可以通过以下两种方式实现。

在一种实现方式中，可以是将历史最大工作位置和历史最小工作位置，也即上次的结果数据，存储在控制装置中，进而当故障类型为电机故障，且电机故障在控制轴位于实际机械上止点位置或实际机械下止点位置时产生时，控制装置可以直接读取存储的历史最大工作位置和历史最小工作位置，也即获取到了上次的结果数据。

在另一种实现方式中，由于历史最大工作位置和历史最小工作位置也是上次通过该控制方法确定得到的，因此，也可以存储历史U-BDC、历史U-UDC等上次计算所需的初始数据，从而当本次故障类型为电机故障，且电机故障在控制轴位于实际机械上止点位置或实际机械下止点位置时产生时，控制装置可以读取存储的历史U-BDC、历史U-UDC等中间数据，通过上述公式得到历史最大工作位置和历史最小工作位置。

可选地，当故障类型为电机故障，且电机故障在控制轴位于实际机械上止点位置与实际机械下止点位置之间的位置时产生时，将预设机械上止点位置确定为控制轴对应的最大工作位置，以及将预设机械下止点位置确定为控制轴对应的最小工作位置。

在本发明实施例中，预设机械上止点位置和预设机械下止点位置可以是提前存储到控制装置中的，本发明实施例对此不做限定。

可选地，当故障类型为传感器故障或传动故障时，则将预设机械上止点位置确定为控制轴对应的最大工作位置，以及将预设机械下止点位置确定为控制轴对应的最小工作位置。

步骤210、当检测到VCR发动机处于起动状态时，按照最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，控制控制轴转动。

可选地，控制装置可以根据预存的“控制轴位置-发动机实际压缩比”关系曲线，计算出VCR机构的控制轴位于最大工作位置时的第一压缩比，以及VCR机构的控制轴位于最小工作位置时的第二压缩比。使得控制轴带动发动机活塞在第一压缩比和第二压缩比对应的位置范围内运动，则可以实现对VCR发动机的实际压缩比的准确控制，进而能够改善VCR发动机的动力性和经济性。

在本发明实施例中，当检测到VCR发动机处于通电且未起动的状态，且VCR机构处于无故障状态时，VCR发动机自学习开始，控制VCR机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期，并监测控制轴在转动过程中的位置信息，基于位置信息，生成控制轴的位置变化图像；接着确定每个周期内的最高位置点，以及确定每个周期内的最低位置点，并对各个最高位置点对应的位置信息求平均值，获得实际机械上止点位置，以及对各个最低位置点对应的位置信息求平均值，获得实际机械下止点位置，若控制轴在转动过程中，可变压缩比机构当前仍处于无故障状态，则根据公式U-Zero＝U-BDC+(U-UDC-U-BDC)*Z％，确定控制轴对应的最小工作位置，根据公式U-Max＝U-UDC-(U-UDC-U-BDC)*M％，确定控制轴对应的最大工作位置，若检测到VCR机构当前处于有故障状态，则确定故障类型，当检测到VCR发动机处于起动状态时，按照最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，控制控制轴转动。通过上述方法，可以对控制轴的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置进行监测，并根据该实际机械上止点位置和实际机械下止点位置确定对应的最大工作位置及最小工作位置，得到了该最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，进而可以根据该转动范围对控制轴的转动进行控制，如此，可以实现对VCR发动机的实际压缩比的准确控制，进而能够改善VCR发动机的动力性和经济性。

实施例三

图5是本发明实施例三提供的一种可变压缩比发动机的控制装置的结构框图，控制装置与可变压缩比发动机中的可变压缩比机构连接，如图5所示，该控制装置300包括：

第一控制模块301，用于当检测到所述可变压缩比发动机处于通电且未起动的状态，且所述可变压缩比机构处于无故障状态时，所述可变压缩比发动机自学习开始，控制所述可变压缩比机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期。

监测模块302，用于监测控制轴在转动过程中的位置信息。

获取模块303，用于基于位置信息，获取控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置。

第一确定模块304，用于若所述控制轴在转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据所述实际机械上止点位置和所述实际机械下止点位置，分别确定所述控制轴对应的最大工作位置和最小工作位置。

第二控制模块305，用于当检测到所述可变压缩比发动机处于起动状态后，按照所述最大工作位置与所述最小工作位置组成的转动范围，控制所述控制轴转动。

本发明实施例中的各个模块的具体实现方式在方法侧已经详细介绍，故在此不做赘述。

本发明实施例中的控制装置，通过第一控制模块，当检测到VCR发动机处于通电且未起动的状态，且VCR机构处于无故障状态时，VCR发动机自学习开始，控制VCR机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期，并通过监测模块监测控制轴在转动过程中的位置信息，接着通过获取模块，基于位置信息，获取控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置，通过第一确定模块，若控制轴在转动过程中，VCR机构仍处于无故障状态，则根据实际机械上止点位置和实际机械下止点位置，分别确定控制轴对应的最大工作位置及最小工作位置，最终通过第二控制模块，当检测到VCR发动机处于起动状态后，按照最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，控制控制轴转动。通过上述装置中的监测模块，可以对控制轴的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置进行监测，并通过第一确定模块和第二确定模块，根据该实际机械上止点位置和实际机械下止点位置确定对应的最大工作位置及最小工作位置，以及第二控制模块，得到了该最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，进而可以根据该转动范围对控制轴的转动进行控制，如此，可以实现对VCR发动机的实际压缩比的准确控制，进而能够改善VCR发动机的动力性和经济性。

实施例四

图6是本发明实施例提供的另一种可变压缩比发动机的控制装置的结构框图，控制装置与可变压缩比发动机中的可变压缩比机构连接，如图6所示，该控制装置400包括：

第一控制模块401，用于当检测到所述可变压缩比发动机处于通电且未起动的状态，且所述可变压缩比机构处于无故障状态时，所述可变压缩比发动机自学习开始，控制所述可变压缩比机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期。

监测模块402，用于监测控制轴在转动过程中的位置信息。

获取模块403，用于基于位置信息，获取控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置。

第一确定模块404，用于若所述控制轴在转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据所述实际机械上止点位置和所述实际机械下止点位置，分别确定所述控制轴对应的最大工作位置和最小工作位置。

第二控制模块405，用于当检测到所述可变压缩比发动机处于起动状态后，按照所述最大工作位置与所述最小工作位置组成的转动范围，控制所述控制轴转动。

可选地，该控制装置400还包括：

第二确定模块406，用于若检测到所述可变压缩比机构在通电且未起动的状态时或所述控制轴在转动过程中处于有故障状态，则确定故障类型。

第三确定模块407，用于根据所述故障类型，确定所述控制轴对应的所述最大工作位置和所述最小工作位置。

可选地，第三确定模块407包括：

第一确定子模块4071，用于当所述故障类型为电机故障，且所述电机故障在所述控制轴位于所述实际机械上止点位置或所述实际机械下止点位置时产生时，获取历史最大工作位置和历史最小工作位置，并将所述历史最大工作位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将所述历史最小工作位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置。

第二确定子模块4072，用于当所述故障类型为所述电机故障，且所述电机故障在所述控制轴位于所述实际机械上止点位置与所述实际机械下止点位置之间的位置时产生时，将预设机械上止点位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将预设机械下止点位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置。

第三确定子模块4073，用于当所述故障类型为传感器故障或传动故障时，则将所述预设机械上止点位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将所述预设机械下止点位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置。

可选地，获取模块403包括：

生成子模块4031，用于基于位置信息，生成控制轴的位置变化图像。

第四确定子模块4032，用于确定每个周期内的最高位置点，以及确定每个周期内的最低位置点。

获得子模块4033，用于对各个最高位置点对应的位置信息求平均值，获得实际机械上止点位置，以及对各个最低位置点对应的位置信息求平均值，获得实际机械下止点位置。

可选地，第一确定模块404包括：

第五确定子模块4041，用于若在所述控制轴的转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据公式U-Zero＝U-BDC+(U-UDC-U-BDC)*Z％，确定控制轴对应的最小工作位置。

第六确定子模块4042，用于根据公式U-Max＝U-UDC-(U-UDC-U-BDC)*M％，确定控制轴对应的最大工作位置。

其中，U-Zero表示最小工作位置，U-BDC表示实际机械下止点位置，U-Max表示最大工作位置，U-UDC表示实际机械上止点位置；Z％和M％均大于或等于3％，且小于或等于5％。

本发明实施例中的各个模块的具体实现方式在方法侧已经详细介绍，故在此不再做赘述。

在本发明实施例中，通过第一控制模块，当检测到VCR发动机处于通电且未起动的状态，且VCR机构处于无故障状态时，VCR发动机自学习开始，控制VCR机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期，并通过监测模块，监测控制轴在转动过程中的位置信息，通过生成子模块，基于位置信息，生成控制轴的位置变化图像，接着通过第四确定子模块确定每个周期内的最高位置点，以及确定每个周期内的最低位置点，并通过获得子模块，对各个最高位置点对应的位置信息求平均值，获得实际机械上止点位置，以及对各个最低位置点对应的位置信息求平均值，获得实际机械下止点位置，若控制轴在转动过程中，可变压缩比机构当前仍处于无故障状态，则通过第五确定子模块，根据公式U-Zero＝U-BDC+(U-UDC-U-BDC)*Z％，确定控制轴对应的最小工作位置，通过第六确定子模块，根据公式U-Max＝U-UDC-(U-UDC-U-BDC)*M％，确定控制轴对应的最大工作位置，通过第二确定模块，若检测到VCR机构当前处于有故障状态，则确定故障类型，通过第三确定模块，最后通过第二控制模块，当检测到VCR发动机处于起动状态时，按照最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，控制控制轴转动。通过上述装置中的监测模块，可以对控制轴的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置进行监测，并通过获取模块和第一确定模块，根据该实际机械上止点位置和实际机械下止点位置确定对应的最大工作位置及最小工作位置，以及第二控制模块，得到了该最大工作位置与最小工作位置组成的转动范围，进而可以根据该转动范围对控制轴的转动进行控制，如此，可以实现对VCR发动机的实际压缩比的准确控制，进而能够改善VCR发动机的动力性和经济性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可变压缩比发动机的控制方法，其特征在于，应用于控制装置，所述控制装置与所述可变压缩比发动机中的可变压缩比机构连接，所述方法包括：

当检测到所述可变压缩比发动机处于通电且未起动的状态，且所述可变压缩比机构处于无故障状态时，所述可变压缩比发动机自学习开始，控制所述可变压缩比机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期；

监测所述控制轴在转动过程中的位置信息；

基于所述位置信息，获取所述控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置；

若所述控制轴在转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据所述实际机械上止点位置和所述实际机械下止点位置，分别确定所述控制轴对应的最大工作位置和最小工作位置，其中，所述最大工作位置为所述实际机械上止点位置与所述实际机械下止点位置组成的转动范围内的最大位置，所述最小工作位置为所述实际机械上止点位置与所述实际机械下止点位置组成的转动范围内的最小位置；

当检测到所述可变压缩比发动机处于起动状态后，按照所述最大工作位置与所述最小工作位置组成的转动范围，控制所述控制轴转动；

若检测到所述可变压缩比机构在通电且未起动的状态时或所述控制轴在转动过程中处于有故障状态，则确定故障类型；

根据所述故障类型，确定所述控制轴对应的所述最大工作位置和所述最小工作位置，包括：

当所述故障类型为电机故障，且所述电机故障在所述控制轴位于所述实际机械上止点位置或所述实际机械下止点位置时产生时，获取历史最大工作位置和历史最小工作位置，并将所述历史最大工作位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将所述历史最小工作位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置；

当所述故障类型为所述电机故障，且所述电机故障在所述控制轴位于所述实际机械上止点位置与所述实际机械下止点位置之间的位置时产生时，将预设机械上止点位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将预设机械下止点位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置；

当所述故障类型为传感器故障或传动故障时，则将所述预设机械上止点位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将所述预设机械下止点位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述位置信息，获取所述控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置，包括：

基于所述位置信息，生成所述控制轴的位置变化图像；

确定每个所述周期内的最高位置点，以及确定每个所述周期内的最低位置点；

对各个所述最高位置点对应的位置信息求平均值，获得所述实际机械上止点位置，以及对各个所述最低位置点对应的位置信息求平均值，获得所述实际机械下止点位置。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，若在所述控制轴的转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据所述实际机械上止点位置和所述实际机械下止点位置，分别确定所述控制轴对应的最大工作位置和最小工作位置，包括：

若在所述控制轴的转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据公式U_Zero=U_BDC+(U_UDC-U_BDC)*Z%，确定所述控制轴对应的最小工作位置；

根据公式U_Max=U_UDC-(U_UDC-U_BDC)*M%，确定所述控制轴对应的最大工作位置；

其中，U_Zero表示所述最小工作位置，U_BDC表示所述实际机械下止点位置，U_Max表示所述最大工作位置，U_UDC表示所述实际机械上止点位置；Z%和M%均大于或等于3%，且小于或等于5%。

4.一种可变压缩比发动机的控制装置，其特征在于，所述控制装置与所述可变压缩比发动机中的可变压缩比机构连接，所述控制装置包括：

第一控制模块，用于当检测到所述可变压缩比发动机处于通电且未起动的状态，且所述可变压缩比机构处于无故障状态时，所述可变压缩比发动机自学习开始，控制所述可变压缩比机构中的电机带动控制轴转动至少预设数量的周期；

监测模块，用于监测所述控制轴在转动过程中的位置信息；

获取模块，用于基于所述位置信息，获取所述控制轴对应的实际机械上止点位置和实际机械下止点位置；

第一确定模块，用于若所述控制轴在转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据所述实际机械上止点位置和所述实际机械下止点位置，分别确定所述控制轴对应的最大工作位置和最小工作位置，其中，所述最大工作位置为所述实际机械上止点位置与所述实际机械下止点位置组成的转动范围内的最大位置，所述最小工作位置为所述实际机械上止点位置与所述实际机械下止点位置组成的转动范围内的最小位置；

第二控制模块，用于当检测到所述可变压缩比发动机处于起动状态后，按照所述最大工作位置与所述最小工作位置组成的转动范围，控制所述控制轴转动；

第二确定模块，用于若检测到所述可变压缩比机构在通电且未起动的状态时或所述控制轴在转动过程中处于有故障状态，则确定故障类型；

第三确定模块，用于根据所述故障类型，确定所述控制轴对应的所述最大工作位置和所述最小工作位置，所述第三确定模块包括：

第一确定子模块，用于当所述故障类型为电机故障，且所述电机故障在所述控制轴位于所述实际机械上止点位置或所述实际机械下止点位置时产生时，获取历史最大工作位置和历史最小工作位置，并将所述历史最大工作位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将所述历史最小工作位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置；

第二确定子模块，用于当所述故障类型为所述电机故障，且所述电机故障在所述控制轴位于所述实际机械上止点位置与所述实际机械下止点位置之间的位置时产生时，将预设机械上止点位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将预设机械下止点位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置；

第三确定子模块，用于当所述故障类型为传感器故障或传动故障时，则将所述预设机械上止点位置确定为所述控制轴对应的所述最大工作位置，以及将所述预设机械下止点位置确定为所述控制轴对应的所述最小工作位置。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述获取模块包括：

生成子模块，用于基于所述位置信息，生成所述控制轴的位置变化图像；

第四确定子模块，用于确定每个所述周期内的最高位置点，以及确定每个所述周期内的最低位置点；

获得子模块，用于对各个所述最高位置点对应的位置信息求平均值，获得所述实际机械上止点位置，以及对各个所述最低位置点对应的位置信息求平均值，获得所述实际机械下止点位置。

6.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：

第五确定子模块，用于若在所述控制轴的转动过程中，所述可变压缩比机构仍处于无故障状态，则根据公式U_Zero=U_BDC+(U_UDC-U_BDC)*Z%，确定所述控制轴对应的最小工作位置；

第六确定子模块，用于根据公式U_Max=U_UDC-(U_UDC-U_BDC)*M%，确定所述控制轴对应的最大工作位置；

其中，U_Zero表示所述最小工作位置，U_BDC表示所述实际机械下止点位置，U_Max表示所述最大工作位置，U_UDC表示所述实际机械上止点位置；Z%和M%均大于或等于3%，且小于或等于5%。

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