專利名稱：利用壓力傳感器檢測可變氣門正時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)中的操作誤差的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，尤其地涉及用于減小操作可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的 誤差的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在該部分中的聲明僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，并且不一定構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。車輛包括產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩的內(nèi)燃機(jī)。更具體地，有選擇地打開進(jìn)氣閥，以將空氣吸入 發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸。該空氣與燃料混合，以形成燃燒混合物。在氣缸內(nèi)壓縮燃燒混合物，并燃燒 該燃燒混合物，以在氣缸內(nèi)驅(qū)動(dòng)活塞。有選擇地打開排氣閥，以在燃燒之后允許廢氣從氣缸 罔開。旋轉(zhuǎn)凸輪軸調(diào)整進(jìn)氣和排氣閥的打開和關(guān)閉。凸輪軸包括與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)的多 個(gè)凸輪凸角。凸輪凸角的輪廓確定氣門升程進(jìn)度。更具體地，氣門升程進(jìn)度包括氣門打開 的時(shí)間量(持續(xù)時(shí)間)和氣門打開的大小或程度(升程)?？勺儦忾T驅(qū)動(dòng)(VVA)技術(shù)通過改變隨著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件而變化的氣門提升事件、 正時(shí)、和持續(xù)時(shí)間來改善燃料經(jīng)濟(jì)性、發(fā)動(dòng)機(jī)效率、和/或性能。兩級VVA系統(tǒng)包括諸如液 壓控制可切換的滾柱指輪跟隨器(SRFF)的可變氣門組件。SRFF對進(jìn)氣和/或排氣閥實(shí)現(xiàn) 兩種離散的氣門狀態(tài)(例如低升程狀態(tài)或高升程狀態(tài))。參考圖1，更詳細(xì)地示出液壓升降機(jī)構(gòu)(即SRFF機(jī)構(gòu))10。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 理解的是，SRFF機(jī)構(gòu)10本質(zhì)上僅是示例性的。SRFF機(jī)構(gòu)10樞轉(zhuǎn)地安裝在液壓間隙調(diào)節(jié)器 12上，并接觸有選擇地打開和關(guān)閉到氣缸20的入口通道18的進(jìn)氣閥16的閥桿14。響應(yīng) 于安裝有多個(gè)凸輪凸角(例如低升程凸輪凸角24和高升程凸輪凸角26)的進(jìn)氣凸輪軸22 的旋轉(zhuǎn)有選擇地提升和降低發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣閥16。進(jìn)氣凸輪軸22繞進(jìn)氣凸輪軸軸線28旋轉(zhuǎn)。 盡管示例性實(shí)施例描述了在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣閥16上操作的SRFF機(jī)構(gòu)10，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)理解的是，SRFF機(jī)構(gòu)可相似地在排氣閥30上操作。這樣的構(gòu)造對于實(shí)現(xiàn)HCCI運(yùn)行工況 是需要的?？刂颇K基于需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷使SRFF機(jī)構(gòu)從低升程狀態(tài)轉(zhuǎn)變成高升程 狀態(tài)，并且反之亦然。例如，以諸如4，000轉(zhuǎn)每分鐘(RPM)的高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)通 常需要SRFF機(jī)構(gòu)以高升程狀態(tài)操作，以維持氣門機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性。通過控制油到諸如相位器的凸輪驅(qū)動(dòng)器的流動(dòng)獲得液壓凸輪相位器的運(yùn)動(dòng)和定 位。通過一種閥實(shí)現(xiàn)流動(dòng)控制，該閥能夠?qū)⒂凸?yīng)至相位器中的葉片的一側(cè)的體積，同時(shí)為葉片的另一側(cè)上的體積提供到孔口或者返回容器的通路。油流的速率是暴露的流口的面積 的函數(shù)。通過改變可從螺線管獲得的向滑閥施加的力的大小來獲得流動(dòng)的控制。如上所述，兩級SRFF在低升程狀態(tài)下可具有最高操作轉(zhuǎn)速。高于最高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 時(shí)操作低升程狀態(tài)的機(jī)構(gòu)的慣性將超過維持SRFF與凸輪凸角之間的接觸的彈簧力。SRFF 與凸輪之間引起的分離可最終使部件疲勞并造成損傷。防止損傷增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的耐用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種識(shí)別氣門驅(qū)動(dòng)故障并采取補(bǔ)救措施以防止發(fā)動(dòng)機(jī)硬件損傷的診 斷方法。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，方法包括產(chǎn)生氣缸壓力傳感器信號、將理想燃燒壓力信 號與氣缸壓力信號比較并響應(yīng)于將理想燃燒壓力信號與氣缸壓力信號比較而執(zhí)行氣門驅(qū) 動(dòng)硬件補(bǔ)救。在本發(fā)明的另一方面中，控制模塊包括將測得的壓力體積信號段與理想的壓力體 積段比較的壓力傳感器數(shù)據(jù)比較模塊。氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救模塊響應(yīng)于將測得壓力體積信號 段與理想壓力體積段比較來執(zhí)行硬件補(bǔ)救。本發(fā)明提供以下技術(shù)方案 方案1. 一種方法，包括
產(chǎn)生氣缸壓力信號；
將理想燃燒壓力信號與所述氣缸壓力信號比較；以及
響應(yīng)于理想燃燒壓力信號與所述氣缸壓力信號的比較，執(zhí)行氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救。方案2.根據(jù)方案1所述的方法，其中，產(chǎn)生氣缸壓力信號包括產(chǎn)生缸內(nèi)壓力傳感 器信號。方案3.根據(jù)方案1所述的方法，其中，基于所述氣缸壓力傳感器信號確定測得的 壓力體積段。方案4.根據(jù)方案3所述的方法，還包括確定理想的燃燒壓力體積段，并且其中將 理想的燃燒壓力信號與所述氣缸壓力信號比較包括將測得的壓力體積段與所述理想的燃 燒壓力體積段比較。方案5.根據(jù)方案4所述的方法，還包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號，并且其中確定測得 的壓力體積段包括基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號確定測得的壓力體積段。方案6.根據(jù)方案5所述的方法，還包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號，并且其中確定測得 的壓力體積段包括基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度確定測得的壓力體積段。方案7.根據(jù)方案6所述的方法，其中，確定發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號包括曲柄角窗。方案8.根據(jù)方案1所述的方法，其中，產(chǎn)生氣缸壓力傳感器信號包括產(chǎn)生濾波的 壓力傳感器信號。方案9.根據(jù)方案1所述的方法，其中，產(chǎn)生氣缸壓力傳感器信號包括在均質(zhì)充氣 壓燃式(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生壓力傳感器信號。方案10.根據(jù)方案1所述的方法，其中，執(zhí)行氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救包括降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。方案11.根據(jù)方案1所述的方法，還包括基于將所述理想的燃燒壓力信號與所述氣缸壓力信號比較來確定凸輪驅(qū)動(dòng)硬件故障，并且其中執(zhí)行氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救包括響應(yīng)于 所述凸輪驅(qū)動(dòng)硬件故障執(zhí)行所述氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救。方案12.根據(jù)方案1所述的方法，其中，確定凸輪驅(qū)動(dòng)硬件故障包括確定高升程故障。方案13.根據(jù)方案1所述的方法，其中，確定凸輪驅(qū)動(dòng)硬件故障包括確定低升程故障。方案14.根據(jù)方案1所述的方法，其中，執(zhí)行氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救包括降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。方案15. —種控制模塊，包括
壓力傳感器數(shù)據(jù)比較模塊，其將測得的壓力體積信號段與理想的壓力體積段比較；以
及
氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救模塊，其響應(yīng)于將所述測得的壓力體積信號段與所述理想的壓力體 積段比較，執(zhí)行硬件驅(qū)動(dòng)補(bǔ)救。方案16.根據(jù)方案15所述的控制模塊，其中，所述測得的壓力傳感器信號包括濾 波的壓力傳感器信號。方案17.根據(jù)方案15所述的控制模塊，還包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)位置的發(fā)動(dòng)機(jī)位置模 塊，并且其中所述壓力傳感器數(shù)據(jù)比較模塊基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)位置確定所述壓力體積信號 段。方案18.根據(jù)方案15所述的控制模塊，其中，所述壓力傳感器數(shù)據(jù)比較模塊基于 將所述理想的燃燒壓力信號與所述氣缸壓力信號比較而確定凸輪驅(qū)動(dòng)硬件故障。方案19.根據(jù)方案15所述的控制模塊，其中，所述凸輪驅(qū)動(dòng)硬件故障包括高升程 故障或低升程故障。方案20.根據(jù)方案15所述的控制模塊，其中，所述硬件驅(qū)動(dòng)補(bǔ)救包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 降低。本發(fā)明適用性的其它領(lǐng)域?qū)⑼ㄟ^以下提供的詳細(xì)說明而變得明顯。應(yīng)理解的是， 詳細(xì)說明和具體的示例僅用于說明的目的，而不用于限制本發(fā)明的范圍。


在此描述的附圖僅用于說明的目的，而絕不用于以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例性液壓升降機(jī)構(gòu)的剖視圖； 圖2是包括根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)的示例性車輛的功能框圖； 圖3是控制模塊74的詳細(xì)示意性框圖表示；
圖4是根據(jù)本發(fā)明用于保護(hù)硬件的方法的流程圖5是對于進(jìn)氣閥提前關(guān)閉條件而言在高升程狀態(tài)和低升程狀態(tài)下正常運(yùn)行的發(fā)動(dòng) 機(jī)的缸內(nèi)壓力相對掃過體積的圖表；
圖6是在進(jìn)氣閥推遲關(guān)閉的條件下對于正常的低升程狀態(tài)和高升程狀態(tài)而言的氣缸 壓力相對掃過體積的圖表；
圖7是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流的自動(dòng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸壓力相對掃過體積的圖表； 圖8是在主動(dòng)燃料管理的條件下正常高升程操作的氣缸壓力相對掃過體積的圖表；圖9是在進(jìn)氣閥提前關(guān)閉條件下當(dāng)指令高升程狀態(tài)時(shí)與單一低升程故障對應(yīng)的數(shù)據(jù)
圖10是在HCCI操作期間當(dāng)指令低升程狀態(tài)時(shí)的單一高升程故障的壓力相對掃過體積 的圖表；
圖11是當(dāng)指令低升程時(shí)、在一個(gè)或多個(gè)可切換的滾柱指輪跟隨器處于高升程狀態(tài)時(shí) 對于節(jié)流自動(dòng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)而言的缸內(nèi)壓力相對掃過體積的圖表；
圖12是當(dāng)指令低升程時(shí)、在一個(gè)或多個(gè)可切換的滾柱指輪跟隨器處于高升程狀態(tài)時(shí) 的僅排氣可切換的滾柱指輪跟隨器的缸內(nèi)壓力相對掃過體積的圖表；以及
圖13是排氣和進(jìn)氣兩者的可切換的滾柱指輪跟隨器故障的缸內(nèi)壓力相對掃過體積的 圖表。
具體實(shí)施例方式以下優(yōu)選實(shí)施例的說明本質(zhì)上僅是示例性的，并且決不用于限制本發(fā)明、其應(yīng)用、 或使用。為清楚起見，附圖中相同的附圖標(biāo)記用于標(biāo)識(shí)相似的元件。如在此所使用地，“啟 動(dòng)”指的是利用所有發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的操作?！巴Ｓ谩敝傅氖抢帽劝l(fā)動(dòng)機(jī)的所有氣缸少的氣 缸(一個(gè)或多個(gè)氣缸未啟動(dòng))的操作。如本文所使用的，術(shù)語“模塊”指的是專用集成電路 (ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序的(共用、專用、或分組的)處理器和存 儲(chǔ)器、組合邏輯電路、或提供所描述的功能性的其他合適的部件。相對于每氣缸四個(gè)氣門的構(gòu)造提供本發(fā)明說明。本發(fā)明同樣適用于每氣缸2個(gè)和 3個(gè)氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)。現(xiàn)在參考圖2，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)40包括燃燒空氣和燃料混合物以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩的發(fā)動(dòng) 機(jī)42。發(fā)動(dòng)機(jī)42可以是均質(zhì)充氣壓燃式(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門46被吸入進(jìn)氣 歧管44。節(jié)氣門46調(diào)整到進(jìn)氣歧管44中的空氣質(zhì)量流量。進(jìn)氣歧管44內(nèi)的空氣被分配 到氣缸48中。盡管圖示了六個(gè)氣缸48，但應(yīng)意識(shí)到的是，本發(fā)明的診斷系統(tǒng)可在具有包括 但不局限于2、3、4、5、8、10、和12個(gè)氣缸的多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)。燃料噴射器(未示出)將燃料注入發(fā)動(dòng)機(jī)。燃料噴射可將燃料直接注入氣缸或注 入進(jìn)氣歧管。燃料噴射器可以是與電子或機(jī)械燃料噴射系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的噴射器、汽化器的噴 口或端口、或用于將燃料與進(jìn)氣混合的其它系統(tǒng)?？刂迫剂蠂娚淦?，以便為給發(fā)動(dòng)機(jī)加燃料 提供期望的空氣-燃料(A/F)比。進(jìn)氣閥52有選擇地打開和關(guān)閉，以使得空氣/燃料混合物能夠進(jìn)入氣缸48。通過 進(jìn)氣凸輪軸54調(diào)整進(jìn)氣閥位置?；钊?未示出)壓縮氣缸48內(nèi)的空氣/燃料混合物?？?提供每氣缸超過一個(gè)的進(jìn)氣閥?；鸹ㄈ?6啟動(dòng)空氣/燃料混合物的燃燒，以驅(qū)動(dòng)氣缸48中的活塞?；钊?qū)動(dòng)曲 軸(未示出)，以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。當(dāng)排氣閥58處于打開位置時(shí)，迫使氣缸48內(nèi)的燃燒排氣 離開排氣口?？商峁┟繗飧壮^一個(gè)的排氣閥。通過排氣凸輪軸60調(diào)整排氣閥位置。在 排氣系統(tǒng)中處理排氣。盡管圖示了單個(gè)進(jìn)氣和排氣閥52和58，但應(yīng)意識(shí)到的是，發(fā)動(dòng)機(jī)42 每氣缸48可包括多個(gè)進(jìn)氣和排氣閥52和58。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)40可包括分別調(diào)整進(jìn)氣和排氣凸輪軸54和60的旋轉(zhuǎn)正時(shí)的進(jìn)氣凸 輪相位器62和排氣凸輪相位器64。更具體地，相應(yīng)進(jìn)氣和排氣凸輪軸54和60的正時(shí)或相位角相對于彼此或相對于氣缸48內(nèi)的活塞的位置或相對于曲軸位置可延遲或提前。這樣，可相對于彼此或相對于活塞在氣缸48內(nèi)的位置調(diào)整進(jìn)氣和排氣閥52和58 的位置。通過調(diào)整進(jìn)氣閥52和排氣閥58的位置，調(diào)整吸入氣缸48的空氣/燃料混合物的 量、因此調(diào)整了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。凸輪相位器62可包括電動(dòng)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)的相位器驅(qū)動(dòng)器65。液壓驅(qū)動(dòng)相位器 驅(qū)動(dòng)器65例如包括電控流體控制閥、諸如機(jī)油控制閥(OCV) 66，對流入相位器驅(qū)動(dòng)器65或 從相位器驅(qū)動(dòng)器65流出的流體供應(yīng)進(jìn)行控制。另外，低升程凸輪凸角(未示出)和高升程凸輪凸角(未示出)安裝至進(jìn)氣和排 氣凸輪軸54、56中的每一個(gè)。低升程凸輪凸角和高升程凸輪凸角與進(jìn)氣和排氣凸輪軸54 和60 —起旋轉(zhuǎn)，并與液壓升降機(jī)構(gòu)操作地接觸，液壓升降機(jī)構(gòu)例如在圖1中所描繪的切換 滾柱指輪跟隨器(SRFF)機(jī)構(gòu)。通常，不同的SRFF機(jī)構(gòu)對每個(gè)氣缸48的進(jìn)氣和排氣閥52 和58中的每一個(gè)進(jìn)行操作。在本實(shí)現(xiàn)中，每個(gè)氣缸48均包括兩個(gè)SRFF機(jī)構(gòu)。每個(gè)SRFF機(jī)構(gòu)均為進(jìn)氣和排氣閥52和58中的每一個(gè)提供兩級氣門升程。兩級氣 門升程包括低升程和高升程，并且分別基于低升程凸輪凸角和高升程凸輪凸角。在低升程 操作(即低升程狀態(tài))期間，低升程凸輪凸角根據(jù)低升程凸輪凸角規(guī)定的幾何形狀使SRFF 機(jī)構(gòu)樞轉(zhuǎn)至第二通路，從而將進(jìn)氣和排氣閥52和58中的一個(gè)打開第一預(yù)定量。在高升程 操作(即高升程狀態(tài))期間，高升程凸輪凸角根據(jù)高升程凸輪凸角規(guī)定的幾何形狀使SRFF 機(jī)構(gòu)樞轉(zhuǎn)至另一通路，從而將進(jìn)氣和排氣閥52和58中的一個(gè)打開比第一預(yù)定量大的第二 預(yù)定量。氣門驅(qū)動(dòng)器硬件包括但不局限于凸輪、SRFF, 0CV、和相位器。位置傳感器68感測 凸輪相位器62的位置，并產(chǎn)生指示凸輪相位器62的位置的凸輪相位器位置信號。壓力傳 感器70產(chǎn)生壓力信號，該壓力信號指示向凸輪相位器62的相位器驅(qū)動(dòng)器65供應(yīng)的流體供 給的壓力。壓力傳感器70是可選的。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與位置傳感器72響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)42的旋 轉(zhuǎn)速度，并以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)為單位產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號。曲軸的位置也可由傳感器72 確定?？刂颇K72可包括處理器和存儲(chǔ)器、諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器 (ROM)、和/或合適的電子存儲(chǔ)裝置?？刂颇K74與位置傳感器68、壓力傳感器70、和發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速與位置傳感器72通信連通?？刂颇K74可從示例性車輛的包括但不局限于氧傳感 器和/或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器的其他傳感器76接收輸入。缸內(nèi)壓力傳感器78可設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)42的每個(gè)氣缸內(nèi)。缸內(nèi)壓力傳感器78產(chǎn)生 與每個(gè)氣缸中的壓力對應(yīng)的信號。如以下將描述地，壓力傳感器78可用于確定SRFF的硬 件故障或OCV的故障。如以下所提出地，可直接使用或處理與壓力對應(yīng)的電信號，以確定硬 件故障?？刂颇K74執(zhí)行本發(fā)明的診斷系統(tǒng)。診斷系統(tǒng)至少基于壓力傳感器信號檢測發(fā) 動(dòng)機(jī)42的SRFF機(jī)構(gòu)或與之相關(guān)的0CV66中的一個(gè)或多個(gè)的故障狀態(tài)。更具體地，診斷系 統(tǒng)識(shí)別與故障SRFF機(jī)構(gòu)或OCV相關(guān)的氣缸48中的一個(gè)氣缸，從而使得控制模塊74能夠指 令補(bǔ)救措施(例如限制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)，以免損傷發(fā)動(dòng)機(jī)42。歧管絕對壓力(MAP)傳感器80可用于產(chǎn)生向控制模塊74傳送的MAP信號。通過 確定與各氣缸對應(yīng)的MAP，可在高速進(jìn)氣故障中確定SRFF的故障。
現(xiàn)在參考圖3，更詳細(xì)地圖示控制模塊74?？蓮臍忾T驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救模塊120產(chǎn)生 控制模塊74的輸出。氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救模塊120可降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以防止對氣門驅(qū)動(dòng)硬 件的損傷。發(fā)動(dòng)機(jī)位置模塊130可產(chǎn)生與曲軸的位置對應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號。發(fā)動(dòng)機(jī)位置模 塊130可允許用于燃燒循環(huán)不同段的選擇性處理。可向壓力處理模塊134提供壓力信號模塊132。壓力處理模塊134可處理壓力信 號、諸如對壓力傳感器信號濾波?？上驂毫鞲衅鲾?shù)據(jù)比較模塊136提供壓力處理模塊134的輸出。壓力傳感器數(shù) 據(jù)比較模塊136可將處理過的壓力傳感器數(shù)據(jù)與來自壓力體積段存儲(chǔ)器138的理想壓力傳 感器段比較。理想的壓力體積段可以是預(yù)定的，并且在車輛構(gòu)造期間存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)。在 車輛開發(fā)期間可標(biāo)定預(yù)定的理想壓力體積段。向氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救模塊120提供壓力傳感器數(shù)據(jù)比較模塊136的輸出。例如， 當(dāng)壓力傳感器數(shù)據(jù)超過硬件故障閾值時(shí)，可能存在指示諸如進(jìn)入高升程狀態(tài)或低升程狀態(tài) 的故障的SRFF誤差或OCV誤差的問題?，F(xiàn)在參考圖4，提出一種用于硬件保護(hù)的非侵入式方法。在步驟210中，確定理想 的壓力體積段(pressure volume segments) 0理想的壓力體積段對應(yīng)于燃燒過程的不同 段，并因此對應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)位置。理想的段可在車輛的構(gòu)造期間存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。理想的壓 力體積段可以是沒有硬件故障——諸如高升程狀態(tài)進(jìn)入故障或低升程狀態(tài)進(jìn)入故障—— 的理想壓力體積段。在步驟212中，確定發(fā)動(dòng)機(jī)位置。如果發(fā)動(dòng)機(jī)正常地操作，則發(fā)動(dòng)機(jī)位 置應(yīng)對應(yīng)于指令操作位置。在步驟214中，從缸內(nèi)壓力信號獲得信號。在步驟216中，可通 過濾波或其他處理對缸內(nèi)壓力信號進(jìn)行處理。缸內(nèi)壓力信號可與步驟212中由發(fā)動(dòng)機(jī)位置 確定的掃過體積相關(guān)。在步驟218中，將處理過的或未處理的壓力信號與理想的壓力體積段比較。在步 驟220中，如果該比較未指示故障，則再次執(zhí)行步驟210。在步驟220中，如果該比較指示了 故障，則可執(zhí)行步驟222。在步驟220中可通過與理想壓力體積段的差異指示故障。當(dāng)然， 在發(fā)動(dòng)機(jī)的正常操作期間可出現(xiàn)一定量的差異。然而，將通過與理想壓力體積段明顯的差 異證明故障。如以下將圖示地，差異模式的識(shí)別可允許關(guān)于故障類型的確定。在步驟222中，可執(zhí)行氣門驅(qū)動(dòng)硬件保護(hù)故障補(bǔ)救措施。一種補(bǔ)救措施是降低發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，直到不再檢測到故障為止。在步驟224中，該方法結(jié)束。現(xiàn)在參考圖5，圖示了節(jié)流型奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)理想空氣標(biāo)準(zhǔn)開式循環(huán)表示 的圖表。虛線表示兩個(gè)進(jìn)氣可切換的滾柱指輪跟隨器均成功地構(gòu)造成用于高升程操作。實(shí) 線表示當(dāng)兩個(gè)可切換的滾柱指輪跟隨器均成功地構(gòu)造成用于低升程操作時(shí)的圖表。該操作 對應(yīng)于進(jìn)氣閥提前關(guān)閉(EIVC)?，F(xiàn)在參考圖6，相對于進(jìn)氣閥推遲關(guān)閉(LIVC)方案提出與圖5所圖示的圖表相似 的圖表。在圖6中，虛線圖示兩個(gè)可切換的滾柱指輪跟隨器成功地構(gòu)造成用于標(biāo)稱升程操 作，而實(shí)線圖示當(dāng)至少一個(gè)可切換的滾柱指輪跟隨器成功地構(gòu)造成用于低升程操作時(shí)的氣 門機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)在參考圖7，提出用于發(fā)動(dòng)機(jī)的HCCI操作的圖表。虛線圖示進(jìn)氣可切換的滾柱 指輪跟隨器和排氣可切換的滾柱指輪跟隨器均成功地構(gòu)造成用于高升程操作。實(shí)線圖示進(jìn)氣和排氣可切換的滾柱指輪跟隨器均成功地構(gòu)造成用于低升程操作。現(xiàn)在參考圖8，提出用于頂置凸輪軸應(yīng)用的主動(dòng)燃料管理(AFM)的圖表。虛線圖示 進(jìn)氣和排氣可切換的滾柱指輪跟隨器都成功地構(gòu)造成用于高升程操作。實(shí)線圖示當(dāng)氣門機(jī) 構(gòu)具有無升程狀態(tài)下的進(jìn)氣和排氣可切換的滾柱指輪跟隨器時(shí)的理想操作。在本發(fā)明中可檢測不同的故障模式、諸如當(dāng)指令高升程時(shí)的單一低升程/無升程 故障、當(dāng)指令低升程或無升程時(shí)的單一高升程故障、當(dāng)指令高升程時(shí)的雙重低升程/無升 程故障或當(dāng)指令低升程/無升程時(shí)的雙重高升程故障。現(xiàn)在參考圖9，利用來自缸內(nèi)壓力傳感器的數(shù)據(jù)圖示了當(dāng)指令高升程時(shí)的單一低 升程故障。通過將該圖表與圖5所圖示的圖表比較，尤其地在圓圈區(qū)域400中，信號的校準(zhǔn) 沒有校準(zhǔn)?，F(xiàn)在參考圖10，提出當(dāng)在HCCI模式中指令低升程時(shí)的單一高升程故障的圖表。如 能通過靠近箭頭500所圖示的圖表的下部所看到地，同圖7相比，校準(zhǔn)不對應(yīng)。因此，通過 以下的圖表圖示出高升程故障?，F(xiàn)在參考圖11，虛線圖示低升程故障，而實(shí)線圖示成功的低升程操作。如能看到 地，低升程操作故障從成功的低升程操作移位。圖11對應(yīng)于僅一個(gè)進(jìn)氣可切換的滾柱指輪 跟隨器誤差。圖13以虛線圖示僅排氣可切換的滾柱指輪跟隨器誤差，而以實(shí)線圖示成功的僅 排氣可切換的滾柱指輪跟隨器?，F(xiàn)在參考圖13，虛線表示當(dāng)指令低升程和高升程時(shí)的排氣可切換的滾柱指輪跟隨 器和進(jìn)氣可切換的滾柱指輪跟隨器都故障。以上應(yīng)指出的是，當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣側(cè)出現(xiàn)單一低升程故障時(shí)，在循環(huán)的排氣部 分期間的缸內(nèi)壓力可能提高。可通過使排氣凸輪軸提前使得活塞速度大約大于排氣門關(guān)閉 (EVC)，使排氣可切換的滾柱指輪跟隨器故障更加容易可檢測到?？衫肞MEP、點(diǎn)火IMEP、 IMEP的點(diǎn)火變異系數(shù)(COV)或氣缸壓力信號的其他度量檢測該故障?？衫孟嗨频倪壿嫏z測發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的單一低升程可切換的滾柱指輪跟隨器 故障?？上拗七M(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量流，以在壓容圖的泵送部分期間使缸內(nèi)壓力低于標(biāo)稱運(yùn)行 條件。另外，如果這樣定相，則在監(jiān)測的同時(shí)通過檢查峰值氣缸壓力和/或在點(diǎn)火狀態(tài)期間 通過查看相對降低的IMEP，可看到引入質(zhì)量的減少。由于可能在有效的進(jìn)氣閥提前或推遲 關(guān)閉周圍出現(xiàn)的阻塞質(zhì)量狀態(tài)，所以使進(jìn)氣凸輪軸提前或推遲可通過引起有效壓縮比有助 于單一進(jìn)氣低升程故障。可利用PMEP、點(diǎn)火IMEP或單獨(dú)的空氣燃料比偏差檢測該故障。長 期和短期的加燃料校正系數(shù)的大差值也可證明該變化。當(dāng)在一個(gè)氣缸的兩進(jìn)氣閥上出現(xiàn)一對可切換的滾柱指輪跟隨器故障時(shí)，雙重進(jìn)氣 可切換的滾柱指輪跟隨器低升程故障可在IVO事件期間引起具有進(jìn)氣爆音膨脹排氣的重 要再壓縮。同樣可檢測高升程故障。通常，由于被捕集的殘余的損失或錯(cuò)誤的加燃料狀態(tài)，所 以高升程故障不會(huì)支持HCCI操作。排氣高升程故障在IVO事件期間沒有進(jìn)氣膨脹排氣的 情況下或者在PMEP中具有大的差異的情況下可引起HCCI排氣捕集的總損失。對于雙重高 升程故障，可以相同的方式檢測單一高升程故障和雙重高升程故障?，F(xiàn)在本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過前述說明意識(shí)到的是，能以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明寬廣的教導(dǎo)。因此，盡管已結(jié)合本發(fā)明特定的示例描述了本發(fā)明，但由于通過對附圖、說明書、和 所附權(quán)利要求書的研究，其它的改進(jìn)將對熟練的從業(yè)者變得顯而易見，所以本發(fā)明的真實(shí) 范圍不應(yīng)如此受限制。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 產(chǎn)生氣缸壓力信號；將理想燃燒壓力信號與所述氣缸壓力信號比較；以及響應(yīng)于理想燃燒壓力信號與所述氣缸壓力信號的比較，執(zhí)行氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，產(chǎn)生氣缸壓力信號包括產(chǎn)生缸內(nèi)壓力傳感器信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述氣缸壓力傳感器信號確定測得的壓力 體積段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括確定理想的燃燒壓力體積段，并且其中將理想 的燃燒壓力信號與所述氣缸壓力信號比較包括將測得的壓力體積段與所述理想的燃燒壓 力體積段比較。
5.一種控制模塊，包括壓力傳感器數(shù)據(jù)比較模塊，其將測得的壓力體積信號段與理想的壓力體積段比較；以及氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救模塊，其響應(yīng)于將所述測得的壓力體積信號段與所述理想的壓力體 積段比較，執(zhí)行硬件驅(qū)動(dòng)補(bǔ)救。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制模塊，其中，所述測得的壓力傳感器信號包括濾波的壓 力傳感器信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制模塊，還包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)位置的發(fā)動(dòng)機(jī)位置模塊，并且 其中所述壓力傳感器數(shù)據(jù)比較模塊基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)位置確定所述壓力體積信號段。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制模塊，其中，所述壓力傳感器數(shù)據(jù)比較模塊基于將所述 理想的燃燒壓力信號與所述氣缸壓力信號比較而確定凸輪驅(qū)動(dòng)硬件故障。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制模塊，其中，所述凸輪驅(qū)動(dòng)硬件故障包括高升程故障或 低升程故障。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制模塊，其中，所述硬件驅(qū)動(dòng)補(bǔ)救包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用壓力傳感器檢測可變氣門正時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)中的操作誤差的系統(tǒng)。一種方法和控制模塊包括壓力傳感器數(shù)據(jù)比較模塊，其將測得的壓力體積信號段與理想的壓力體積段比較。當(dāng)檢測到氣門驅(qū)動(dòng)硬件故障時(shí)，氣門驅(qū)動(dòng)硬件補(bǔ)救模塊響應(yīng)于測得的壓力體積信號段與理想壓力體積段的比較來執(zhí)行硬件補(bǔ)救。
文檔編號F02D41/14GK102146850SQ201110035529
公開日2011年8月10日 申請日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者C.D.馬里奧特, M.A.維爾斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司