CN114667389B - 进气安装角致动器和排气安装角致动器的联接颠倒的检测方法 - Google Patents

进气安装角致动器和排气安装角致动器的联接颠倒的检测方法 Download PDF

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Abstract

用于内燃机的检测方法，该内燃机包括：进气凸轮轴，其配备有包括进气安装角致动器（AA）的进气可变气门正时装置；排气凸轮轴，其配备有包括排气安装角致动器（AE）的排气可变气门正时装置；该方法是用于检测进气安装角致动器和排气安装角致动器之间的联接颠倒，该方法包括以下步骤：测量进气凸轮轴的角位置（PA1）和排气凸轮轴的角位置（PE1）；根据一设定点（SPA、SPE）控制这两个安装角致动器中的一个，并保持这两个安装角致动器（AA、AE）中的另一个不变；测量进气凸轮轴和排气凸轮轴的角位置（PA2、PE2）；以及进行比较：如果对应于被控制的安装角致动器的凸轮轴的角位置没有被改变，并且如果对应于不变的安装角致动器的凸轮轴的角位置被改变了，则可诊断出联接颠倒。

Description

进气安装角致动器和排气安装角致动器的联接颠倒的检测 方法
技术领域
本发明涉及发动机控制和凸轮轴的角位置测量的领域，并且更具体地涉及用于检测进气安装角致动器和排气安装角致动器之间的联接颠倒的方法。
背景技术
众所周知，内燃机包括一个曲轴和两个凸轮轴，曲轴每个发动机循环转两圈，进气凸轮轴致动进气门，并且排气凸轮轴致动排气门。凸轮轴与曲轴同步，并且旋转速度减半，即每个发动机循环转一圈。
由于所有制造公差的累积效应，凸轮轴的角位置和曲轴的角位置之间可能有+/-18°Crk的偏移。一个曲轴度（或英语为“Crank”度，缩写为°Crk）是关于曲轴的角位置测得的1度角度。此外，在起动后快速确定凸轮轴的角位置，以通过鉴别（identification）来确定该偏移。
凸轮轴有利地包括可变气门正时装置（moyen de distribution variable），英语为“variable valve timing”或VVT，其使得能够改变凸轮轴相对于曲轴的角位置，也称为安装角（calage）。这通过安装角致动器（actionneur de calage）来实现。因此，进气安装角致动器使得进气凸轮轴能够按照一定间隔偏移，该间隔例如介于-50°至0°，从而使进气能够提前。同样，排气安装角致动器使得排气凸轮轴能够按照一定间隔偏移，该间隔例如介于0至+50°，从而使排气能够延迟。
承载这两个安装角致动器的相应控制信号的线缆连接器无法辨识出错，而且是并排放置。此外，在生产线末端组装时或维修期间在经销商处组装时，可能出现颠倒（inversion）。这样的颠倒显然会引起问题。
本发明提出了这种颠倒的检测方法，并创建了新的特定诊断指示符。
发明内容
为了解决这个问题，采用如下原理：根据给定的设定点控制两个安装角致动器中的一个，并保持另一个安装角致动器不变。然后，重新读取这两个凸轮轴的角位置使得能够检查只有对应于被控制的安装角致动器的凸轮轴移动了，优选地检查其角位置与给定的设定点相容，并且检查另一个凸轮轴保持不变。在相反情况下，可诊断出联接颠倒。
为此，本发明的一个主题是一种用于内燃机的检测方法，该内燃机包括：进气凸轮轴，其配备有包括进气安装角致动器的进气可变气门正时装置；排气凸轮轴，其配备有包括排气安装角致动器的排气可变气门正时装置；该方法是用于检测进气安装角致动器和排气安装角致动器之间的联接颠倒，该方法包括以下步骤：测量进气凸轮轴的角位置和排气凸轮轴的角位置；根据一设定点控制进气安装角致动器和排气安装角致动器这两个安装角致动器中的一个，并保持这两个安装角致动器中的另一个不变；测量进气凸轮轴的角位置和排气凸轮轴的角位置；以及进行比较：如果对应于被控制的安装角致动器的凸轮轴的角位置与设定点不相容或者优选地没有被改变，并且如果对应于不变的安装角致动器的凸轮轴的角位置被改变了或者优选地与设定点相容，则可诊断出联接颠倒。
可单独使用或组合地使用的特定特征或实施例有：
- 比较步骤还包括：相反，如果对应于被控制的安装角致动器的凸轮轴的角位置被改变但与设定点不相容，或者如果对应于不变的安装角致动器的凸轮轴的角位置被改变但与设定点不相容，则可诊断出第二问题，
- 优选地在没有诊断出联接颠倒的情况下，该方法还包括以下步骤：根据一设定点控制进气安装角致动器和排气安装角致动器这两个安装角致动器中的另一个，并且保持这两个安装角致动器中的第一个不变，测量进气凸轮轴的角位置和排气凸轮轴的角位置，进行比较：如果对应于被控制的安装角致动器的凸轮轴的角位置与设定点不相容或者优选地没有被改变，并且如果对应于不变的安装角致动器的凸轮轴的角位置被改变或者优选地与设定点相容，则可诊断出联接颠倒，
- 比较步骤还包括：相反，如果对应于被控制的安装角致动器的凸轮轴的角位置被改变但与设定点不相容，或者如果对应于不变的安装角致动器的凸轮轴的角位置被改变但与设定点不相容，则可诊断出第二问题，
- 该比较结合了凸轮轴相对于曲轴的组装公差，优选为+/-18°Crk，
- 如果实现了凸轮轴信号鉴别，则第二问题是被控制的安装角致动器故障，而如果未实现凸轮轴信号鉴别，则第二问题是凸轮轴传感器超出公差的故障，
- 设定点是安装角致动器的最小或者是最大限位位置。
在第二方面，本发明的涉及实施这样的方法的装置。
在第三方面，本发明涉及包括这样的装置的载具（véhicule）。
附图说明
通过阅读以下仅以示例的名义给出的描述并参考附图，将更好地理解本发明，在附图中：
图1示出了该方法的第一部分的框图，
图2示出了该方法的第二部分的框图。
具体实施方式
本发明的原理在于，仅致动进气安装角致动器AA或排气安装角致动器AE中的一个，并借助于相应的凸轮轴传感器观察其对进气凸轮轴和排气凸轮轴的角位置PA、PE的影响。
内燃机包括进气凸轮轴和排气凸轮轴。进气凸轮轴配备有进气可变气门正时装置，其包括进气安装角致动器AA。进气凸轮轴的进气角位置PA1、PA2、PA3可借助于进气凸轮轴传感器测量。同样，排气凸轮轴配备有排气可变气门正时装置，其包括排气安装角致动器AE。排气凸轮轴的排气角位置PE1、PE2、PE3可借助于排气凸轮轴传感器测量。
参考图1，用于检测进气安装角致动器AA与排气安装角致动器AE之间的联接颠倒的方法包括以下步骤。第一步测量进气凸轮轴的角位置PA1和排气凸轮轴的角位置PE1。
凸轮轴传感器包括齿轮，该齿轮包括几个不规则的齿，并且与凸轮轴一起旋转，此外还有设置在所述齿轮对面的保持不动的感测元件。
凸轮轴的角位置的第一测量PA1、PE1是根据曲轴传感器执行的，曲轴传感器为其提供角参考。第一测量PA1、PE1使得能够为后续方法提供参考。
角位置测量PA1、PE1、PA2、PE2、PA3、PE3包括这样的轮廓：其包括与齿轮上的齿一样多的上升齿沿，与一样多的下降齿沿交替。角位置PA1、PA2、PA3、PE1、PE2、PE3由这些沿相对于曲轴参考的位置给出。由于齿是不规则的，因此各个沿之间的距离不相等，因此使得能够唯一地鉴别齿轮的角位置，从而鉴别凸轮轴的角位置。
在第二步中，将两个安装角致动器AA、AE控制为给定位置。有利地，为了简化，根据设定点SPA、SPE控制进气安装角致动器AA和排气安装角致动器AE这两个安装角致动器中的一个，使得强制改变其角位置，并且这两个安装角致动器中的另一个保持不变。
在第三步中，再次（第二次）测量进气凸轮轴的角位置PA2和排气凸轮轴的角位置PE2。
这样，通过分析新的角位置PA2、PE2，可以观察到先前施加到安装角致动器AA、AE的（一个或多个）控制的影响。
为了简化说明，随机假定（即图1中的假设）：被控制的安装角致动器是进气安装角致动器AA。
通常情况下，如果两个致动器AA、AE正确连接并可正确工作，则对应于被控制的安装角致动器（在本例中为AA）的凸轮轴角位置（在本例中为PA2）应已被改变，并有利地与被控制的角位置设定点（在本例中为SPA）相容。同样，对应于不变的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴角位置（在本例中为PE2）不应被改变。
于是，可以将真实情况与正常情况和/或联接颠倒配置进行比较。
在联接颠倒配置中，如果两个致动器AA、AE可工作但是以颠倒的方式连接，则对应于被控制的安装角致动器的凸轮轴的角位置（在本例中为PA2）没有改变。反之，对应于不变的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴的角位置（在本例中为PE2）被改变，并且有利地与被控制的角位置设定点SPE相容。
如果观察到正常配置，则可以断定不存在故障。检测方法可终止。
任何偏离正常情况的情况都可指示故障，并且可能是两个安装角致动器（即进气安装角致动器AA与排气安装角致动器AE）联接颠倒，尤其是如果观察到联接颠倒配置的话。
因此，如果对应于被控制的安装角致动器（在本例中为AA）的凸轮轴的角位置（在本例中为PA2）与设定点SPA不相容，则可假定联接颠倒。
如果想要使诊断更为可靠，可用下面的条件来取代前面的条件。可以检查对应于被控制的安装角致动器（在本例中为AA）的凸轮轴的角位置（在本例中为PA2）没有被改变，并且PA2保持与PA1相同。
同样，如果对应于不变的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴的角位置（在本例中为PE2）已被改变，并且如果PE2不同于PE1，则可假定联接颠倒。
如果想要使诊断更为可靠，可用下面的条件来取代前面的条件。可以检查对应于不变的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴的角位置（在本例中为PE2）与设定点SPE相容。
以上两种条件的组合，无论其形式如何，都构成了一个强有力的推断，并且可以合理地诊断联接颠倒。
根据各种比较测试的结果，还可以检测到其他问题和/或故障。于是，如果对应于被控制的安装角致动器（在本例中为AA）的凸轮轴的角位置（在本例中为PA2）已被改变，但其改变方式与设定点SPA不相容，则显示出不同于正常配置但也不同于联接颠倒配置的配置。在这种情况下，可诊断出第二问题。
同样，如果对应于不变的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴的角位置（在本例中为PE2）已被改变，但改变方式与设定点SPE不相容，则显示出不同于正常配置但也不同于联接颠倒配置的配置。在这种情况下，可诊断出第二问题。
因此，本发明有利地使得能够在检测联接颠倒的同时检测其他故障。这有利地使得能够在创建了主要问题（联接颠倒）诊断的基础上更加可靠地诊断第二问题，这种方式在以前是不存在的。
在如图1所示的用第一安装角致动器（在本例中为AA）执行的第一次测试之后，可以如图2所示的那样通过执行基本相同但用另一个安装角致动器（即AE）的测试来交叉检测。
先前测试的第一步，即测量角位置，在此是无用的，因为掌握了先前进行的测量PA2、PE2，可以将其用作参考。
于是，在该第二测试的第一步中，控制这两个安装角致动器AA、AE中的另一个。由于先前是以控制AA而AE不变的方式进行测试的，因此在第二次测试中，控制AE并且AA保持不变。
在第二步中，再次（第三次）测量进气凸轮轴的角位置PA3和排气凸轮轴的角位置PE3。
这样，通过分析新的角位置PA3、PE3，可以观察到先前施加到安装角致动器AA、AE的控制的影响。
通常情况下，如果两个致动器AA、AE正确连接并且可正确工作，则对应于被控制的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴的角位置（在本例中为PE3）应已被改变，并有利地与被控制的角位置设定点（在本例中为SPE）相容。同样，对应于不变的安装角致动器（在本例中为AA）的凸轮轴的角位置（在本例中为PA3）不应改变。
通常情况下，如果两个致动器AA、AE正确连接并可正确工作，则对应于被控制的安装角致动器（在本例中为AA）的凸轮轴角位置（在本例中为PA2）应已被改变，并有利地与被控制的角位置设定点（在本例中为SPA）相容。同样，对应于不变的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴角位置（在本例中为PE2）不应被改变。
于是，可以将真实情况与正常情况和/或联接颠倒配置进行比较。
在联接颠倒配置中，如果两个致动器AA、AE可工作但是以颠倒的方式连接，则对应于被控制的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴的角位置（在本例中为PE2）没有改变。反之，对应于不变的安装角致动器（在本例中为AA）的凸轮轴的角位置（在本例中为PA2）被改变，并且有利地与被控制的角位置设定点（在本例中为SPE）相容。
如果观察到正常配置，则可以断定不存在故障。检测方法可终止。
任何偏离正常情况的情况都可指示故障，并且可能是两个安装角致动器（即进气安装角致动器AA与排气安装角致动器AE）联接颠倒，尤其是如果观察到联接颠倒配置的话。
因此，如果对应于被控制的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴的角位置（在本例中为PE2）与设定点SPE不相容，则可假定联接颠倒。
如果想要使诊断更为可靠，可用下面的条件来取代前面的条件。可以检查对应于被控制的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴的角位置（在本例中为PE2）没有被改变，并且PE2保持与PE1相同。
同样，如果对应于不变的安装角致动器（在本例中为AA）的凸轮轴的角位置（在本例中为PA2）已被改变，并且如果PA2不同于PA1，则可假定联接颠倒。
如果想要使诊断更为可靠，可用下面的条件来取代前面的条件。可以检查对应于不变的安装角致动器（在本例中为AA）的凸轮轴的角位置（在本例中为PA2）与设定点SPE相容。
以上两种条件的组合，无论其形式如何，都构成了一个强有力的推断，并且可以合理地诊断联接颠倒。
根据各种比较测试的结果，还可以检测到其他问题和/或故障。于是，如果对应于被控制的安装角致动器（在本例中为AE）的凸轮轴的角位置（在本例中为PE2）已被改变，但其改变方式与设定点SPE不相容，则显示出不同于正常配置但也不同于联接颠倒配置的配置。在这种情况下，可诊断出第二问题。
同样，如果对应于不变的安装角致动器（在本例中为AA）的凸轮轴的角位置（在本例中为PA2）已被改变，但改变方式与设定点SPE不相容，则显示出不同于正常配置但也不同于联接颠倒配置的配置。在这种情况下，可诊断出第二问题。
因此，本发明有利地使得能够在检测联接颠倒的同时检测其他故障。
图1或图2的测试中的仅一个就足以检测联接颠倒。交叉重复测试可以按以下任一顺序进行：AA然后AE，或AE然后AA，二者并无区别。
可以看到，角位置测量PA1、PA2、PA3、PE1、PE2、PE3是参考曲轴角位置测量传感器进行的。显然，由于各种公差的累积，凸轮轴相对于曲轴的角度定位可变性可能高达+/-18°Crk。尽管通常鉴别该偏差是为了提高测量的准确度，但在联接颠倒检测方法的进行过程中可不执行这种鉴别。此外，在根据本发明的联接颠倒检测方法的进行过程中，所有的比较都虑及了+/-18°Crk的该可能偏差。这样，等式测试X=Y更准确地变为Y - 18°Crk <= X <= Y+ 18°Crk。这有利地使得能够在起动后很快就执行联接颠倒检测方法，甚至在尚未进行鉴别之前。
先前根据两种模式确定的第二问题取决于凸轮轴传感器的预先鉴别。所述鉴别在于确定凸轮轴相对于曲轴的绝对位置。该鉴别通常通过模式识别来实现，模式识别使得能够通过使用齿的不规则性来识别它们并对其进行角度定位。如果实现了这种鉴别，则第二问题是被控制的安装角致动器AA、AE故障。相反，如果尚未实现这样的鉴别，则第二问题是凸轮轴传感器超出公差的故障。
上述步骤中使用的角位置设定点SPA、SPE可以是任意的。有利地，它的重要之处在于它导致至少5°Crk的角运动。然而，它优选地保持在不影响发动机运行的限度内。对于用第一致动器进行的第一测试和用另一个致动器进行的第二交叉测试，设定点甚至可以不同。
根据一个优选的有利实施例——其有利之处在于它更具辨别性，寻求被控制的凸轮轴的运动的较大角幅度。此外，根据另一特征，角位置设定点SPA、SPE是安装角致动器AA、AE的可能行程范围的极限（限位）位置。这可以是安装角致动器AA、AE的最小位置，或者优选地是最大位置。
本发明还涉及实施这样的方法的装置。
本发明还涉及包括这样的装置的载具。
在附图和前面的描述中详细地描述并图示了本发明。该描述应被认为是例证性的，并且是以示例的名义给出的，而不是将本发明仅限于该描述。许多实施变型是可能的。
附图标记列表
AA：进气安装角致动器，
AE：排气安装角致动器，
PA1、PA2、PA3：进气凸轮轴传感器读取的进气凸轮轴角位置，
PE1、PE2、PE3：排气凸轮轴传感器读取的排气凸轮轴角位置，
SPA：进气角位置设定点，
SPE：排气角位置设定点。

Claims (9)

1.用于内燃机的检测方法，该内燃机包括：进气凸轮轴，其配备有包括进气安装角致动器(AA)的进气可变气门正时装置；排气凸轮轴，其配备有包括排气安装角致动器(AE)的排气可变气门正时装置；该方法是用于检测进气安装角致动器(AA)和排气安装角致动器(AE)之间的联接颠倒，其特征在于，该方法包括以下步骤：测量进气凸轮轴的角位置(PA1)和排气凸轮轴的角位置(PE1)；根据一设定点(SPA、SPE)控制进气安装角致动器(AA)和排气安装角致动器(AE)这两个安装角致动器中的一个，并保持这两个安装角致动器(AA、AE)中的另一个不变；测量进气凸轮轴的角位置(PA2)和排气凸轮轴的角位置(PE2)；以及进行比较：如果对应于被控制的安装角致动器(AA、AE)的凸轮轴的角位置(PA2、PE2)与设定点(SPA、SPE)不相容或者没有被改变，并且如果对应于不变的安装角致动器(AA、AE)的凸轮轴的角位置(PA2、PE2)被改变了或者与设定点(SPA、SPE)相容，则可诊断出联接颠倒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，比较步骤还包括：相反，如果对应于被控制的安装角致动器(AA、AE)的凸轮轴的角位置(PA2、PE2)被改变但与设定点(SPA、SPE)不相容，或者如果对应于不变的安装角致动器(AA、AE)的凸轮轴的角位置(PA2、PE2)被改变但与设定点(SPA、SPE)不相容，则可诊断出第二问题。
3.根据权利要求1或2所述的方法，在没有诊断出联接颠倒的情况下，还包括以下步骤：根据一设定点(SPA、SPE)控制进气安装角致动器(AA)和排气安装角致动器(AE)这两个安装角致动器(AA、AE)中的另一个，并且保持这两个安装角致动器(AA、AE)中的第一个不变，测量进气凸轮轴的角位置(PA3)和排气凸轮轴的角位置(PE3)，进行比较：如果对应于被控制的安装角致动器(AA、AE)的凸轮轴的角位置(PA3、PE3)与设定点(SPA、SPE)不相容或者没有被改变，并且如果对应于不变的安装角致动器(AA、AE)的凸轮轴的角位置(PA3、PE3)被改变或者与设定点(SPA、SPE)相容，则可诊断出联接颠倒。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，比较步骤还包括：相反，如果对应于被控制的安装角致动器(AA、AE)的凸轮轴的角位置(PA3、PE3)被改变但与设定点(SPA、SPE)不相容，或者如果对应于不变的安装角致动器(AA、AE)的凸轮轴的角位置(PA3、PE3)被改变但与设定点(SPA、SPE)不相容，则可诊断出第二问题。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该比较结合了凸轮轴相对于曲轴的组装公差。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，如果实现了凸轮轴传感器鉴别，则第二问题是被控制的安装角致动器(AA、AE)故障，而如果未实现凸轮轴传感器鉴别，则第二问题是凸轮轴传感器超出公差的故障。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，设定点(SPA、SPE)是安装角致动器(AA、AE)的最小或者是最大位置。
8.包括计算机的装置，其实施根据前述权利要求1至7中的任一项所述的方法。
9.载具，其包括根据权利要求8所述的装置。
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