专利名称：二级油控制阀故障诊断的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机气门系诊断，具体涉及气门挺杆系统诊断。
背景技术：
本部分中的陈述仅提供了与本发明相关的背景信息，其不 一定构成 现有技术。
发动机組件通常包括由气门挺杆致动的进气门及排气门。气门挺杆 可在第一及第二模式下操作以向进气门及排气门提供第一及第二升程 持续时段，由此改进发动机性能，例如提高燃油经济性及动力输出。可 基于发动机是在第一或第二升程模式下操作来调节发动机的操作参数。 如果命令发动机从第 一 升程模式改变为第二升程模式，但发动机仍然保 持在第一升程模式，则会降低发动机的性能。
发明内容
一种方法，可包括命令发动机在第一升程模式下操作。该发动机可 包括气门挺杆系统，其通过与凸轮轴配合选择性地在第一升程模式及第 二升程模式下使包括进气门及排气门其中 一者的气门构件操作。该方法
还可包括确定凸轮移相器油控制阀(ocv)的第一占空比以保持与第一
升程模式对应的第一凸轮轴位置。可通过连接至凸轮轴并与凸轮移相器
ocv连通的凸轮移相器来保持凸轮轴位置。该方法还可包括命令发动机
在第二升程模式下操作，确定凸轮移相器ocv的第二占空比以保持与
第二升程模式对应的第二凸轮轴位置，并基于第一占空比与第二占空比 之间的差来诊断气门挺杆系统故障。
一种控制模块，可包括挺杆控制模块、凸轮移相器油控制阀(ocv) 控制模块、以及挺杆故障判断模块。挺杆控制模块可命令发动机在第一 及第二升程模式下操作。该发动机可包括气门挺杆系统，其通过与凸轮 轴配合选择性地使包括进气门及排气门其中 一者的气门构件操作在第 一升程模式及第二升程模式下。凸轮移相器ocv控制模块可确定凸轮
移相器ocv的第一占空比以保持与第一升程模式对应的第一凸轮轴位置，并确定凸轮移相器OCV的第二占空比以保持与第二升程模式对应
的第二凸轮轴位置。可通过连接至凸轮轴并与凸轮移相器OCV连通的
凸轮移相器来保持第一及第二凸轮轴位置。挺杆故障判断模块可与挺杆
控制模块及凸轮移相器ocv控制模块通信，并可基于所述第一占空比
与第二占空比之间的差来诊断气门挺杆系统故障。
通过这里的描述将理解其他应用领域。应当理解，描述及具体示例 仅用于说明，而不应对本发明的范围构成限制。
下述附图仅用于说明目的，而并不意在对本发明的范围构成任何限制。
图1是根据本发明的车辆的示意图； 图2是图1所示车辆的发动机的一部分的示意图； 图3是图1及图2所示控制模块的控制框图；而 图4是示出用于控制图l车辆的步骤的流程图。
具体实施例方式
以下说明实质上仅为示例，其并不意在对本发明、其应用或使用构 成限制。为了清楚起见，将在附图中使用相同参考标号来表示类似的元 件。在这里，术语模块指特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行 一个或更多软件或固件程序的处理器(共用、专用或群组)以及存储器、 组合逻辑电路、或者可实现上述功能的其他合适部件。
现参考图1及图2,示意性示出了示例车辆10。车辆IO可包括与 进气系统14连通的发动机12。发动机12可包括其中布置有活塞18的 多个气缸16。发动4几12还可包括各个气缸16的喷油器20、火花塞22、 进气门24以及排气门26,并包括进气门挺杆系统28、排气门挺杆系统 30、进气凸轮轴32及排气凸轮轴34、以及进气凸轮移相器系统33及排 气凸轮移相器系统35。
进气系统14可包括进气歧管36以及与电子节气门控制器(ETC) 40连通的节气门38。节气门38及进气门24可控制流入发动机12的空 气流。喷油器20可控制流入发动机12的燃油流，并且火花塞22可引 燃通过进气系统14及喷油器20向发动机12提供的空气/燃油混合物。进气门挺杆系统28可包括进气气门挺杆42以及进气气门挺杆油控 制阀(OCV) 44。排气门挺杆系统30可包括排气气门挺杆46以及排气 气门挺杆OCV 48。进气气门挺杆42及排气气门挺杆46可包括二级气 门挺杆，其可选择性地在第一及第二模式下操作。第一模式可提供第一 升程持续时段，而第二模式可提供第二升程持续时段。具体而言，第一 模式可对应于低升程模式，而第二模式可对应于高升程模式。相对于低 升程模式，高升程模式可使得进气门24及排气门26具有更大的位移， 由此引起进气门24及排气门26更长的开启持续时段。
进气气门挺杆42及排气气门挺杆46可包括液压致动装置(未示 出)，其基于液压将进气气门挺杆42及排气气门挺杆46在第一与第二 模式之间切换。如图2所示，进气门挺杆系统28及排气门挺杆系统30 可与增压流体源50连通。流体源50可具有由发动才几油泵供应的油。进 气气门挺杆OCV 44可控制供应至进气气门挺杆42的流体流，由此控制 供应至进气气门挺杆42的液压致动切换机构的液压。排气气门挺杆 CV 48可控制供应至排气气门挺杆46的流体流，由此控制供应至排气 气门挺杆46的液压致动切换机构的液压。
进气凸轮移相器系统33可包括进气凸轮移相器52及进气凸轮移相 器OCV 54。排气凸轮移相器系统35可包括排气凸轮移相器56及排气 凸轮移相器OCV 58。进气凸轮移相器52及排气凸轮移相器56可包括 叶片式液压致动凸轮移相器，其可通过向进气凸轮移相器52及排气凸 轮移相器56供应增压流体，来选择性地提前或延迟进气凸轮轴32及排 气凸轮轴34的位置。如图2所示，进气凸轮移相器系统33及排气凸轮 移相器系统35可与增压流体源50连通。进气凸轮移相器OCV 54可控 制供应至进气凸轮移相器52的流体流，由此控制进气凸轮移相器52的 致动。排气凸轮移相器OCV58可控制供应至排气凸轮移相器56的流体 流，由此控制排气凸轮移相器56的致动。
进气凸轮轴32及排气凸轮轴34可与进气门挺杆26及排气门挺杆 30配合以对进气门24及排气门26的开启及闭合进行致动。进气凸轮轴 32可连接至进气凸轮移相器52,而排气凸轮轴34可连接至排气凸轮移 相器56。因此，通过进气凸轮移相器OCV 54可对进气凸轮轴32的提 前及延迟进行控制，而通过排气凸轮移相器OCV58可对排气凸轮轴34 的提前及延迟进行控制。参考图3,车辆10还可包括控制才莫块60。控制才莫块60可与ETC40 通信以控制向发动机12提供的气流。控制模块60还可与发动机12连 通以对进气门挺杆系统28、排气门挺杆系统30、进气凸轮移相器系统 33及排气凸轮移相器系统35的操作进行控制。具体而言，如图2所示， 控制模块60可与进气气门挺杆OCV 44、排气气门挺杆OCV48、进气 凸轮移相器OCV 54以及排气凸轮移相器OCV58通信。
控制模块60可包括凸轮轴位置评估模块62、凸轮移相器OCV控制 模块64、挺杆控制模块66、挺杆故障判断模块68以及补救控制模块70。 凸轮轴位置评估模块62可确定进气凸轮移相器52及排气凸轮移相器56 的操作状态以及进气凸轮轴32及排气凸轮轴34的相应位置。例如，凸 轮轴位置评估模块62可确定进气凸轮移相器52是否处于完全提前或完 全延迟位置(停驻位置)，或处于完全提前与完全延迟之间的位置(中 间位置)，并确定排气凸轮移相器56是否处于完全提前(停驻位置) 或完全延迟位置，或处于完全提前与完全延迟之间的位置(中间位置)。 凸轮轴位置评估模块62还可基于凸轮轴位置确定来确定凸轮移相器位 置误差，并评估相对于预定误差限值的误差。
凸轮移相器OCV控制模块64可与挺杆故障判断模块68通信，并 可调节进气凸轮移相器OCV 54及排气凸轮移相器OCV 58以调节进气 凸轮移相器52及排气凸轮移相器56的位置。凸轮移相器OCV控制模 块64可提供脉沖宽度调制(PWM)信号以开启并闭合进气凸轮移相器 OCV54及排气凸轮移相器OCV58,由此保持预定移相器位置。可将占 空比总地定义为在PWM信号的各个周期中命令OCV到达开启位置所 占时间百分比。在高升程模式下提供的占空比可大于在低升程模式下提 供的占空比，由此大致保持相同的凸轮移相器位置。相较于低升程模式， 高升程模式可向凸轮移相器施加更大的扭矩，由此相较于低升程模式期
间，在高升程模式期间会产生更高的油泄漏率。在高升程模式下增大的 占空比可考虑此额外的油泄漏。
挺杆控制模块66可与挺杆故障判断模块68连通，并可调节进气气 门挺杆OCV 44及排气气门挺杆OCV 48，由此选择性地致动进气气门 挺杆42及排气气门挺杆46。挺杆故障判断模块68可与补救控制模块 70连通，并可确定在进气门挺杆系统28或排气门挺杆系统30中是否有 机构发生故障，例如故障气门挺杆OCV。补救控制模块70可与挺杆控制模块66连通，并可在通过挺杆故障判断模块68诊断出气门挺杆故障 时提供补救措施。
参考图4,示出了用于确定气门挺杆系统故障的控制逻辑100。在 控制逻辑100开始时，发动机12可在第一及第二升程模式中一种模式 下操作。控制逻辑100可始于框102，在其中对凸轮移相器位置进行评 估。控制逻辑100应用至进气凸轮移相器系统33及进气门挺杆系统28, 以及排气凸轮移相器系统35及排气门挺杆系统30。简要起见，将针对 进气凸轮移相器系统33及进气门挺杆系统28来描述控制逻辑100,注 意以下描述同样适用于排气凸轮移相器系统35及排气门挺杆系统30。
框102可利用凸轮轴位置评估模块62来确定进气凸轮移相器52是 否处于停驻位置。如果进气凸轮移相器52处于停驻位置，则控制逻辑 100可返回至框102。如果进气凸轮移相器52未处于停驻位置，则控制 逻辑IOO可进入框104，在其中利用凸轮轴位置评估模块62来确定第一 凸轮移相器位置误差(El)。可通过相对于希望的提前或延迟位置来比 较进气凸轮轴32的提前或延迟位置，来确定凸轮移相器位置误差(El )。
控制逻辑100然后可进入框106,在其中将凸轮移相器位置误差 (El )与预定限值(LIMIT!)进行比较。如果凸轮移相器位置误差(El ) 小于预定限值(LIMIT!),则控制逻辑100进入框108。否则，控制逻 辑IOO可返回框102。小于预定限值(LIMIT!)的凸轮移相器位置误差 (El )可总地表示进气凸轮轴32的稳定状态位置。
框108可利用凸轮移相器OCV控制模块64来确定进气凸轮移相器 OCV54的对应于进气凸轮移相器52的稳定状态位置(与误差(El )相 关)的第一占空比。控制逻辑IOO然后可进入框110，挺杆控制模块66 可命令发动机12在第一及第二升程模式中另一种模式下操作。例如， 如果进气门挺杆系统28在控制逻辑100开始时在低升程模式下操作， 则框110可命令进气门挺杆系统28在高升程模式下进行操作。控制逻 辑100然后可进入框112。
框112可基于升程模式的改变来调节进气凸轮移相器OCV 54的占 空比。如上所述，进气凸轮移相器OCV54的占空比可在低升程模式与 高升程模式之间改变，以保持进气凸轮轴32的希望位置。例如，当升 程模式从低升程模式转变为高升程模式时，可以增大占空比，而当升程 模式从高升程模式转变为低升程模式时，可以减小占空比。控制逻辑100然后进入框114。
框114可利用凸轮轴位置评估模块62再次确定进气凸轮移相器52 是否处于停驻位置。如果进气凸轮移相器52处于停驻位置，则控制逻 辑100可返回框102。如果进气凸轮移相器52并未处于停驻位置，则控 制逻辑100可进入框116,在其中利用凸轮轴位置评估^t块62来确定第 二凸轮移相器位置误差(E2)。控制逻辑100然后可进入框118,在其 中将凸轮移相器位置误差(E2)与预定限值(LIMITS)进行比较。
如果凸轮移相器位置误差(E2)小于预定限值(LIMITS),则控制 逻辑100可进入框120。否则，控制逻辑100可返回框102。小于预定 限值(LIMIT2)的凸轮移相器位置误差(E2)可总地表示进气凸轮轴 32的稳定状态位置。
框120可利用凸轮移相器OCV控制模块64来确定进气凸轮移相器 OCV54的与进气凸轮移相器52的稳定状态位置(与误差(E2)相关) 对应的第二占空比。控制逻辑100然后可进入框122，在其中通过挺杆 故障判断模块68来确定第一占空比与第二占空比之间的差。控制逻辑 100然后可进入框124。
框124可确定上述差是否大于预定限值(LIMITocv)。如果差大于 预定限值(LIMITocv),则控制逻辑100可返回框102。否则，控制逻 辑IOO可进入框126。预定限值(LIMITocv)可总地与在低升程模式与
高升程模式下操作之间进气凸轮移相器占空比的预期差对应。小于预定 限值(LIMITocv)的差可总地表示发生故障的进气气门挺杆OCV 44, 导致当在框110进行控制时进气气门挺杆42不会在升程模式之间转换。 因此，当进气气门挺杆OCV44发生故障时，第一占空比与第二占空比 彼此可大致相同。
控制逻辑IOO可进入框126,在其中对进气气门挺杆故障进行诊断 并采取补救措施。补救控制模块70可采取包括对发动机12的参数进行 控制以与发动机12实际操作当中的挺杆模式而非命令的模式对应的补 救措施。控制逻辑100然后可结束。
本领域的技术人员现在可从以上描述理解到可以用各种不同方式 来实施本发明的教导。因此，虽然结合了其具体示例对本发明进行了描 述，但因为本领域的技术人员可根据附图、说明书及所附权利要求书构 思出其他改变示例，故本发明的实际范围不应受到限制。
权利要求
1.一种方法，包括命令发动机气门挺杆系统在第一升程模式下操作；确定凸轮移相器油控制阀(OCV)的第一占空比，以保持与所述第一升程模式对应的第一凸轮轴位置，命令所述气门挺杆系统在第二升程模式下操作；确定所述凸轮移相器OCV的第二占空比，以保持与所述第二升程模式对应的第二凸轮轴位置；并且基于所述第一占空比与所述第二占空比之间的差来诊断气门挺杆系统故障。
2. 如权利要求l所述的方法，其中，所述第一升程模式是高升程模 式及低升程模式其中一者，而所述第二升程模式是所述高升程模式及所 述低升程模式其中另一者，相较于所述低升程模式，所述高升程模式提 供了气门构件的更大的开启持续时段。
3. 如权利要求l所述的方法，其中，在所述差小于预定限值时诊断 出所述气门挺杆系统故障。
4. 如权利要求3所述的方法，其中，所述第一占空比与所述第二占 空比大致相同。
5. 如权利要求l所述的方法，其中，所述气门挺杆系统故障包括 在命令所述气门挺杆系统在第二升程模式下操作之后，所述气门挺杆系 统保持在所述第 一升程模式中。
6. 如权利要求5所述的方法，其中，所述气门挺杆系统包括气门挺 杆OCV以及液压致动气门挺杆，所述液压致动气门挺杆基于来自所述 气门挺杆OCV的油供应压力来致动气门构件到所述第一升程模式及第 二升程模式之一中。
7. 如权利要求6所述的方法，其中，所述故障包括气门挺杆OCV 故障。
8. 如权利要求l所述的方法，其中，当与所述凸轮移相器OCV相 关的凸轮移相器处于稳定状态条件时确定所述第一占空比及所述第二 占空比。
9. 如权利要求8所述的方法，还包括在确定所述第一占空比之前确 定第一凸轮轴位置误差，并且在确定所述第二占空比之前确定第二凸轮沖由j立置i吴差。
10. 如权利要求9所述的方法，其中，在所述凸轮移相器位于完全 提前位置与完全延迟位置之间时，进行所述确定所述第 一 凸轮轴位置误 差及所述第二凸轮轴位置误差。
11. 如权利要求1所述的方法，其中，所述第一凸轮轴位置及所述 第二凸轮轴位置是命令的凸轮轴位置，并且大致相同。
12. 如权利要求11所述的方法，其中，所述第一升程模式是高升程 模式及低升程模式其中一者，而所述第二升程模式是所述高升程模式及 所述低升程模式其中另一者，所述高升程模式比所述低升程模式提供气 门构件的更大的开启持续时段，并且与所述高升程模式相关的移相器 OCV占空比比与所述低升程模式相关的移相器OCV占空比更大。
13. —种控制模块，包括挺杆控制模块，其命令发动机在第一升程模式及第二升程模式下操 作，所述发动机包括气门挺杆系统，所述气门挺杆系统通过与凸轮轴的 配合而选择性地使包括进气门及排气门其中 一者的气门构件操作在所 述第一升程模式及所述第二升程模式下；凸轮移相器油控制阀(OCV)控制模块，其确定凸轮移相器OCV 的第 一 占空比以保持与所述第 一升程模式相应的第 一凸轮轴位置，并确 定所述凸轮移相器OCV的第二占空比以保持与所述第二升程模式相应 的第二凸轮轴位置，通过连接至所述凸轮轴并与所述凸轮移相器OCV 连通的凸轮移相器来保持所述第一凸轮轴位置及所述第二凸轮轴位置； 以及挺杆故障确定模块，其与所述气门挺杆控制模块以及所述凸轮移相 器OCV控制模块通信，并基于所述第一占空比与所述第二占空比之间 的差来诊断气门挺杆系统故障。
14. 如权利要求13所述的控制模块，其中，所述挺杆故障判断模块 在所述差小于预定限值时诊断出所述气门挺杆系统故障。
15. 如权利要求14所述的控制模块，其中，在所述挺杆故障判断模 块诊断出气门挺杆系统故障时，所述第一占空比与所述第二占空比大致 相同。
16. 如权利要求13所述的控制模块，其中，所述气门挺杆系统故障 包括，在所述挺杆控制模块命令从所述笫一升程模式转换为所述第二升程模式之后，所述气门挺杆系统保持在所述第 一升程模式。
17. 如权利要求16所述的控制模块，其中，所述气门挺杆系统包括 挺杆OCV及液压致动气门挺杆，所述液压致动气门挺杆基于来自所述 气门挺杆OCV的油供应压力致动所述气门构件到所述第一升程模式及 第二升程模式之一中。
18. 如权利要求13所述的控制模块，还包括与所迷凸轮移相器OCV 控制模块通信的凸轮轴位置评估模块，，所述凸轮轴位置评估模块确定 所述凸轮移相器位于稳定状态条件的时间。
19. 如权利要求13所述的控制模块，还包括与所述凸轮移相器OCV 控制模块通信的凸轮轴位置评估模块，所述凸轮移相器OCV控制模块 命令所述凸轮轴到所述笫一凸轮轴位置和所述第二凸轮轴位置，其中， 所述第 一 凸轮轴位置与所述第二凸轮轴位置大致相同。
20. 如权利要求19所述的控制模块，其中，所述第一升程模式是高 升程模式及低升程模式其中一者，而所述第二升程模式是所述高升程模 式及所述低升程模式其中另一者，所述高升程模式比所述低升程模式提 供所述气门构件的更大的开启持续时段，与所述高升程模式相关的移相 器OCV占空比比与所述低升程模式相关的移相器OCV占空比更大。
全文摘要
本发明涉及二级油控制阀故障诊断。一种方法可包括命令发动机在第一升程模式下操作。该发动机可包括气门挺杆系统，其通过与凸轮轴配合选择性地使气门构件操作在第一升程模式及第二升程模式下。可确定凸轮移相器油控制阀(OCV)的第一占空比以保持与第一升程模式对应的第一凸轮轴位置。可通过连接至凸轮轴并与凸轮移相器OCV连通的凸轮移相器来保持凸轮轴位置。可以命令发动机在第二升程模式下操作，并且可确定凸轮移相器OCV的第二占空比以保持与第二升程模式对应的第二凸轮轴位置。可基于第一占空比与第二占空比之间的差来诊断气门挺杆系统故障。
文档编号F02D41/22GK101526038SQ200910118288
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月3日 优先权日2008年3月3日
发明者D·L·迪布尔, K·J·钦平斯基 申请人:通用汽车环球科技运作公司