Область техники
Настоящая заявка относится к способам эксплуатации двигателя с изменением фаз кулачкового распределения (ИФКР).
Уровень техники и сущность изобретения
В двигателях внутреннего сгорания может использоваться изменение фаз кулачкового распределения (ИФКР) с целью экономии топлива и снижения количества вредных веществ в отработавших газах автомобиля. Устройство ИФКР может включать в себя фазовращатель распределительного вала лопастного типа, управляемый электромеханическим золотниковым клапаном. Золотниковый клапан способен направлять поток гидравлической жидкости, такой, как например, масло, с одного края лопасти к другому краю, как например, со стороны запаздывания к стороне опережения. Устройство ИФКР может включать в себя масляные контуры, соединяющие одну сторону лопасти с другой, через которые могут направлять поток гидравлической жидкости. Фазовращатель может приводиться в действие с помощью давления масла, причем приведение в действие фазовращателя зависит от давления масла в контуре. В других вариантах фазовращатель может приводиться в действие крутящим моментом кулачка, причем приведение фазовращателя в действие зависит от крутящего момента, создаваемого во время приведения в действие кулачка.
Пример фазовращателя ИФКР, приводимого в действие крутящим моментом кулачка, продемонстрирован Смитом и др. в патенте США №8356583. В этом примере устройство ИФКР выполнено с гидравлически активируемым фиксирующим штифтом, т.е. содержащим фиксирующий штифт в промежуточном положении (далее по тексту именуемое как - "средне-замкнутое положение"). Традиционные устройства ИФКР могут включать в себя фиксирующий штифт с одного края диапазона фазовращателя. В устройстве ИФКР по Смиту также используют два независимых масляных контура, далее по тексту именуемые как фазирующий контур и фиксирующий контур. В фазовращателе ИФКР со средне-замкнутым положением по Смиту управляемый клапан включают в состав роторного блока фазовращателя, при этом клапан может перемещаться из первого положения во второе положение. Когда управляемый клапан находится в первом положении, блокируется прохождение гидравлической жидкости через управляемый клапан. Когда управляемый клапан находится во втором положении, гидравлическая жидкость может проходить между фиксирующей линией от камеры опережения и фиксирующей линией от камеры запаздывания через управляемый клапан и общую линию, таким образом, роторный блок перемещается и удерживается в положении промежуточного фазового угла относительно корпуса. Фиксирующие линии, сообщающиеся с камерой опережения или камерой запаздывания, блокируются, когда фазовращатель ИФКР находится в или близко к промежуточному положению. Золотниковый клапан имеет три области работы, а именно: «Фиксация» (или Автоблокировка), «Запаздывание» и «Опережение» в заданном порядке. Область автоблокировки может далее называться как «Область фиксации». В частности, когда золотниковый клапан получает команду для перехода в область запаздывания или опережения, управляемый клапан находится в первом положении, и блокируется прохождение потока жидкости через линии фиксирующего контура. Кроме того, жидкость может проходить от одной стороны лопасти к другой через линии фазирующих контуров. Когда золотниковый клапан получает команду для перехода в область фиксации, управляемый клапан находится во втором положении, и жидкость свободно проходит от камеры опережения или запаздывания через фиксирующие линии и управляемый клапан, в противоположную камеру через общую жидкостную линию. Кроме того, блокируется прохождение жидкости через линии фазирующих контуров.
Однако авторы изобретения выявили возможные проблемы с такой системой ИФКР. В случае ИФКР, приводимого в действие крутящим моментом кулачка (ПКМК), золотниковый клапан имеет три области работы, а именно: автоблокировка, запаздывание и опережение в указанном порядке. Если золотниковый клапан получает команду на перемещение от области низкого запаздывания или области опережения к области автоблокировки, он должен физически пройти через область высокого запаздывания. При отставании кручения кулачка, когда золотниковый клапан проходит через область высокого запаздывания, фазовращатель распределительного вала может изменить свое положение на несколько градусов в направлении запаздывания сразу перед достижением области фиксации и автоблокировки. Это может увеличить время, необходимое фиксирующему контуру для гидравлической регулировки положения фазовращателя до нейтрального положения, в частности, если фазовращатель распределительного вала уже расположен в средне-замкнутом положении, ожидая команды автоблокировки. Кроме того, это может создать задержки в последующих командах двигателя, которые требуют, чтобы фазовращатель распределительного вала удерживался в положении с задействованным фиксирующим штифтом.
В одном примере, вопрос, рассматриваемый выше, может быть, по крайней мере, частично решен с помощью способа для двигателя, содержащего перемещение золотникового клапана фазовращателя изменения фаз кулачкового распределения с приводом от крутящего момента кулачка в область фиксации между крутильными импульсами распределительного вала. Таким образом, воздействие запаздывания кручений кулачка на положение фазовращателя уменьшается.
Например, контроллер может картировать события кручения распределительного вала в зависимости от времени и положения коленчатого вала. При условиях, когда золотниковый клапан должен переместиться в область автоблокировки из области опережения или запаздывания, золотниковый клапан может переместиться через область высокого запаздывания на основе моментов событий кручения кулачка, а также задержках, связанных с электромеханическим приведением в действие золотникового клапана. В частности, золотниковый клапан может получить команду пройти через область высокого запаздывания по пути к области автоблокировки между событиями запаздывания кручения кулачка. Кроме того, команды для золотникового клапана, которые бы перемещали золотниковый клапан во время событий запаздывания кручения кулачка, могут отключить. Таким образом, нежелательное приведение в действие фазовращателя можно избежать путем обхода приводных импульсов.
Таким образом, положение фазовращателя можно регулировать с более высокой надежностью и точностью. В частности, путем перемещения золотникового клапана на основе синхронизации событий запаздывания кручения кулачка возможно уменьшение нежелательных регулировок положений от запаздывания кручения. Это дает возможность контроллеру двигателя сначала дать команду фазовращателю для перехода в средне-замкнутое положение без активирования фиксирующего штифта, и синхронизировать движение золотникового клапана в область фиксации, где задействуется фиксирующий штифт так, чтобы фазовращатель распределительного вала оставался в средне-замкнутом положении во время команды. Путем уменьшения случаев нежелательных регулировок, возникающих вследствие запаздывания кручения кулачка, время, связанное со срабатыванием фиксирующего штифта фазовращателя ИФКР можно сделать более согласованным.
Следует понимать, что вышеуказанное краткое описание приведено лишь для упрощенного представления концепций, которые далее раскрываются более подробно. Оно не предназначено для определения ключевых или основных признаков предмета настоящего изобретения, объем которого определяют только формулой после раскрытия. Кроме того, предмет настоящего изобретения не ограничивается вариантами осуществления, позволяющими устранить недостатки, указанные выше, в какой-либо части изобретения.
Краткое описание чертежей
ФИГ. 1 иллюстрирует систему двигателя, включающую в себя устройство изменения фаз кулачкового распределения.
ФИГ. 2 иллюстрирует блок-схему смазочной системы двигателя. ФИГ. 3 иллюстрирует пример системы фазовращателя ИФКР.
ФИГ. 4 иллюстрирует высокоуровневую блок-схему для отправки команды фазовращателя ИФКР для регулировки фаз кулачкового распределения на основе рабочих условий двигателя.
ФИГ. 5 иллюстрирует пример способа регулировки положения распределительного вала путем регулировки команды коэффициента заполнения золотникового клапана.
ФИГ. 6 иллюстрирует пример способа регулировки фазовращателя до определенного положения перед остановом двигателя.
ФИГ. 7А-В иллюстрирует пример способа определения необходимости удержания фазовращателя распределительного вала в положении блокировки с задействованным или незадействованным фиксирующим штифтом.
ФИГ. 7С иллюстрирует пример регулировки команды золотникового клапана в ответ на уменьшенное давление масла в системе.
ФИГ. 8А иллюстрирует пример способа выбора того, как перемещать золотниковый клапан из области фиксации клапана в ответ на команду разблокировки фазовращателя.
ФИГ. 8В иллюстрирует пример надежной разблокировки фазовращателя, используя регулировки предварительного позиционирования для положения золотникового клапана.
ФИГ. 9 иллюстрирует пример способа для блокировки фазовращателя путем избирательного перемещения золотникового клапана в область фиксации во время или между крутильными импульсами распределительного вала.
ФИГ. 10А-В иллюстрирует воздействие крутильных импульсов распределительного вала на позиционирование фазовращателя.
ФИГ. 11-12 иллюстрируют примеры возможного использования движения золотникового клапана в область фиксации во время или между запаздывающими крутильными импульсами распределительного вала.
ФИГ. 13 иллюстрирует способ рационального картирования "запретной" зоны золотникового клапана фазовращателя ИФКР.
ФИГ. 14 иллюстрирует пример картирования и адаптивного изучения границ «запретной» зоны золотникового клапана.
ФИГ. 15 иллюстрирует пример способа для индикации деградации фиксирующего контура фазовращателя ИФКР в ответ на изменения амплитуд кручения кулачков между пиками.
Подробное описание изобретения
Следующее раскрытие относится к системам и способам для управления двигателем автомобиля, двигателем, оснащенным системой регулируемых клапанов цилиндров, такой как система изменения фаз кулачкового распределения (ИФКР), как показано на ФИГ. 1-3. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью регулировки коэффициента заполнения, задаваемого для золотникового клапана фазовращателя ИФКР для регулировки положения устройства регулировки фаз, как показано на ФИГ. 4-6. При условиях, когда фазовращатель должен быть разблокирован и перемещаться, контроллер может выбрать способ для надежной разблокировки фазовращателя, при этом уменьшая ошибки фазирования, как показано на ФИГ. 7А-С и 8А-В. Контроллер аналогичным образом может регулировать команду золотникового клапана для активации точной блокировки фазовращателя в нужном положении, как показано на ФИГ. 9-12. Контроллер также может промежуточно картировать состояние золотникового клапана для адаптивного изучения областей золотникового клапана и, соответственно, обновлять команды коэффициента заполнения для установки положения фазовращателя, как показано на ФИГ. 13-14. Дополнительно, контроллер может использовать изменения кручения распределительного вала для своевременной идентификации деградации системы ИФКР и соответственно реализовывать смягчающие меры, как показано на ФИГ. 15. Таким образом, погрешности фазирования снижают, эффективность двигателя увеличивают, а количество вредных веществ в отработавших газах снижают.
ФИГ. 1 иллюстрирует примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. ФИГ. 1 иллюстрирует, что двигатель 10 может получать управляющие параметры от системы управления, включающей в себя контроллер 12, а также входные данные от водителя 190 транспортного средства через вводное устройство 192. В этом примере вводное устройство 192 включает в себя педаль акселератора и датчик 194 положения педали для создания сигнала ПП, пропорционального положению педали.
Цилиндр 30 (далее по тексту в настоящем документе также именуемый как "камера сгорания") двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным внутри них. Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40 с возможностью возвратно-поступательного движения, передаваемого во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен, по крайней мере, с одним приводным колесом пассажирского автомобиля через трансмиссионную систему. Дополнительно, стартер может быть соединен с коленчатым валом 40 через маховик для возможности пуска двигателя 10. Коленчатый вал 40 может быть соединен с масляным насосом 208 (ФИГ. 2) для создания давления в смазочной системе 200 двигателя (соединение между коленчатым валом 40 и масляным насосом 208 не показано). Корпус 136 гидравлически соединяется с коленчатым валом 40 через цепь или ремень газораспределительного механизма (не показан).
Цилиндр 30 может получать входной воздух через впускной коллектор или воздушные каналы 44. Впускной воздушный канал 44 может сообщаться с другими цилиндрами двигателя 10 помимо цилиндра 30. В некоторых вариантах осуществления один или более впускных каналов могут включать в себя нагнетающее устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Дроссельную систему, включающую в себя дроссельную заслонку 62, можно устанавливать на впускном канале двигателя для изменения расхода и/или давления воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. В этом конкретном примере дроссельная заслонка 62 может соединяться с электродвигателем 94 так, что положение эллиптической дроссельной заслонки 62 может управляться контроллером t2 через электродвигатель 94. Такую конфигурацию называют электронным управлением дросселем (ЭУД), которое также может использоваться для управления холостым ходом.
Показано, что камера 30 сгорания сообщается с впускным коллектором 44 и в выпускным коллектором 48 через соответствующие впускные клапаны 52а и 52b (не показаны) и выпускные клапаны 54а и 54b (не показаны). Таким образом, возможно использование четырех клапанов на цилиндр, а в другом примере используется один впускной и один выпускной клапан на цилиндр. В другом примере используются два впускных и один выпускной клапан на цилиндр.
Выпускной коллектор 48 может получать отработавшие газы из других цилиндров двигателя 10, помимо цилиндра 30. Датчик 76 отработавшего газа показан в соединении с выпускным коллектором 48 до каталитического преобразователя 70 (где датчик 76 может соответствовать различным датчикам). Например, датчиком 76 может быть любой из известных датчиков, используемых для определения состава топливно-воздушного соотношения, например, линейный датчик кислорода, UEGO, датчик кислорода с двумя состояниями, EGO, HEGO, или датчик HC или CO. Устройство 72 контроля количества вредных веществ в отработавших газах показано после каталитического преобразователя 70. Устройством 72 контроля количества вредных веществ в отработавших газах может быть тройной катализатор, уловитель NOx, различные устройства контроля количества вредных веществ в отработавших газах или их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу зажигания 92 для инициирования сгорания. Система 88 зажигания может обеспечивать искру зажигания для камеры 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал опережения зажигания (ОЗ) для свечи от контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых вариантах осуществления, свеча 92 зажигания может отсутствовать, например, когда в двигателе 10 сгорание инициируют путем самовозгорания или впрыском топлива, как, например, в некоторых дизельных двигателях.
В некоторых вариантах каждый цилиндр двигателя 10 может быть выполнен с несколькими топливными форсунками для впрыска топлива. В качестве не ограничивающего примера, показана форсунка 66А в прямом соединении с цилиндром 30 для прямого впрыска топлива пропорционально ширине импульса прямого впрыска топлива (ШИПВТ), полученного от контроллера 12 через электронный драйвер 68. Таким образом, топливная форсунка 66А обеспечивает то, что известно как прямой впрыск (далее - "ПВ") топлива в цилиндр 30. Топливную форсунку могут устанавливать с боковой стороны камеры сгорания (как показано) или, например, с верхней стороны камеры сгорания (рядом со свечой зажигания). Топливо могут подавать на топливную форсунку 66А с помощью топливной системы, включающей в себя топливный бак, топливный насос и топливную рампу. В некоторых вариантах камера 30 сгорания может дополнительно или альтернативно включать в себя топливную форсунку во впускном коллекторе 44 в конфигурации, обеспечивающей то, что известно как впрыск топлива во впускные каналы до камеры 30 сгорания.
Контроллер 12 показан в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорное устройство (МПУ) 102, порты 104 ввода-вывода, электронный носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанные в качестве чипа 106 постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) в данном конкретном примере, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 108, энергонезависимую память (ЭНП) 110 и стандартную шину данных. Контроллер 12 показан в качестве получающего различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение вышеуказанным сигналам, таких как измерение массового расхода воздуха (МРВ) от датчика 100 массового расхода воздуха, соединенного с заслонкой 20; температура хладагента двигателя (ТХД) от датчика 112 температуры, соединенного с контуром 114 охлаждения; выходной сигнал профиля зажигания (ПЗ) от датчика 118 на эффекте Холла, соединенного с коленчатым валом 40; и положение дросселя (ПД) от датчика 20 положения дросселя; сигнал абсолютного давления в коллекторе (АДК) от датчика 122; показания детонации от датчика 182 детонации; и показания абсолютной или относительной влажности от датчика 180. Сигнал частоты вращения двигателя (ЧВД) создает контроллер 12 из сигнала ПЗ стандартным образом, а сигнал АДК абсолютного давления в коллекторе от датчика абсолютного давления обеспечивает показания вакуума или давления во впускном коллекторе. Во время стехиометрической работы этот датчик способен выдавать показания нагрузки двигателя. Дополнительно, этот датчик, вместе с частотой вращения двигателя, может предоставлять расчет подачи (включая воздух) в цилиндр. В примере датчик 118, которые также используют в качестве датчика частоты вращения двигателя, создает заранее заданное количество равноудаленных импульсов на каждый оборот коленчатого вала.
В данном конкретном примере температура Tcat1 каталитического преобразователя 70 сообщается с датчиком 124 температуры, и температура Tcat2 устройства 72 контроля количества вредных веществ в отработавших газах сообщается датчиком 126 температуры. В другом варианте осуществления температуру Tcat1 и температуру Tcat2 могут получать на основе работы двигателя.
Далее по ФИГ. 1, показана система 19 изменения фаз кулачкового распределения (ИФКР). В настоящем примере показана система распределительного вала верхнего исполнения, хотя могут использовать другие подходы. В частности, показано, что распределительный вал 130 двигателя 10 связан с коромыслами 132 и 134 для приведения в действие впускных клапанов 52а и 52b и выпускных клапанов 54а, 54b. В изображенном примере система 19 ИФКР - это система, приводимая в действие крутящим моментом кулачка (ПКМК), причем приведение в действие фазовращателя системы ИФКР активируется посредством импульсов крутящего момента кулачка. В других вариантах система 19 ИФКР - это система, приводимая в действие давлением масла (ПДМ). Путем регулировки различных гидравлических клапанов, чтобы направить поток гидравлической жидкости, такой как моторное масло, в полость (такую как камера опережения или камера запаздывания) фазовращателя распределительного вала, возможно изменение фаз, т.е. опережение или запаздывание. Как указано далее в настоящем документе, работой гидравлических регулирующих клапанов могут управлять соответствующие управляющие соленоиды. В частности, контроллер двигателя может передавать сигнал на соленоиды для перемещения золотникового клапана, регулирующего поток масла через полость фазовращателя. В соответствии с настоящим документом, опережение или запаздывание синхронизации кулачка относится к относительным фазам кулачкового распределения, при этом положение полного опережения все еще может обеспечивать запаздывание открытия впускного клапана в отношении верхней мертвой точки, в качестве примера.
Распределительный вал 130 гидравлически связан с корпусом 136. Корпус 136 формирует зубчатое колесо с множеством зубцов 138. В примерном варианте осуществления корпус 136 механически соединяют с коленчатым валом 40 через цепь или ремень газораспределительного механизма (не показан). Поэтому корпус 136 и распределительный вал 130 вращаются, по существу, с равной между собой скоростью и синхронно с коленчатым валом. В другом варианте осуществления, например, в четырехтактном двигателе, корпус 136 и коленчатый вал 40 могут быть механически связаны с распределительным валом 130, при этом корпус 136 и коленчатый вал 40 могут синхронного вращаться с частотой, отличной от частоты вращения распределительного вала 130 (например, с соотношением 2:1, коленчатый вал вращается в два раза быстрее, чем распределительный вал). В другом варианте осуществления зубцы 138 могут быть механически связаны с распределительным валом 130. Путем манипуляции гидравлической муфтой в соответствии с настоящим документом, относительное положение распределительного вала 130 к коленчатому валу 40 могут менять, используя давление гидравлической жидкости, в камере 142 запаздывания и камере 144 опережения. Позволяя гидравлической жидкости высокого давления войти в камеру 142 запаздывания, относительное расположение между распределительным валом 130 и коленчатым валом 40 задерживают. Таким образом, впускные клапаны 52а, 52b и выпускные клапаны 54а, 54b открывают и закрывают позже обычного по отношению к коленчатому валу 40. Также, позволяя гидравлической жидкости высокого давления войти в камеру 144 опережения, относительное расположение между распределительным валом 130 и коленчатым валом 40 опережают. Таким образом, впускные клапаны 52а, 52b и выпускные клапаны 54а, 54b открывают и закрывают раньше обычного по отношению к коленчатому валу 40.
На этом примере показана система, в которой фазы газораспределения для впускного и выпускного клапана контролируют одновременно, также могут использовать изменение фаз кулачка впускных клапанов, выпускных клапанов, двойное независимое изменение фаз, двойное равное изменение фаз и т.д. Дополнительно может использоваться изменение высоты подъема клапана. Дополнительно могут использовать переключение профиля распределительного вала для предоставления разных профилей распределительного вала в различных рабочих условиях. Дополнительно, клапанный механизм может быть механизмом поворотного штифтового толкателя, прямодействующим механическим ковшом, электрогидравлической системой или другой альтернативой коромыслам.
Функционируя в системе изменения фаз кулачкового распределения, зубцы 138, вращающиеся синхронно с кулачком 130, позволяют измерять относительное положение кулачка через датчик 150 фаз кулачка, обеспечивая сигнал ИФКР для контроллера 12. Зубцы 1, 2, 3, 4 могут использовать для измерения положения кулачка, они равноудалены друг от друга (например, в двухрядном двигателе \/8 - 90 градусов друг к другу), при этом зубец 5 могут использовать для идентификации цилиндра. Кроме того, контроллер 12 отправляет управляющие сигналы (LACT, RACT) в стандартные электромагнитные клапаны (не показаны) для управления поток гидравлической жидкости в камеру 142 запаздывания, в камеру 144 опережения, или не отправляет ни в какую камеру.
Относительную фазу кулачка могут измерять разными способами. В целом, время, или угол поворота, между передним фронтом сигнала ПЗ и получением сигнала от одного из зубцов 138 на корпусе 136 позволяет измерить относительную фазу кулачка. В частности, например, для двигателя V8 с двумя блоками цилиндров и 5-зубчатым колесом измерение фазы кулачка для отдельного блока получают четыре раза за оборот, причем дополнительный сигнал используют для идентификации цилиндра.
В соответствии с вышеуказанным описанием, ФИГ. 1 лишь иллюстрирует один цилиндр двигателя с несколькими цилиндрами, каждый цилиндр имеет собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливных форсунок, свечей зажигания и т.д.
ФИГ. 2 иллюстрирует пример осуществления смазочной системы 200 двигателя с масляным насосом 208, соединенным с коленчатым валом 40 (не показан), включающей различные масляные подсистемы (S1-S3) 216, 218, и 220. Масляная система может использовать поток масла для выполнения некоторых функций, таких как смазывание, приведение в действие и т.д. Например, масляными подсистемами 216, 218, 220 могут быть гидравлические системы с гидравлическими приводами и гидравлическими регулирующими клапанами. Дополнительно, масляными подсистемы 216, 218, 220 могут быть смазочные подсистемы, такие как каналы для доставки масла на движущиеся компоненты, такие как распределительные валы, клапаны цилиндра и т.д. Дополнительными не ограничивающими примерами масляных подсистем могут быть фазовращатели, стенки цилиндра, вспомогательные подшипники и т.д.
Масло подают в масляную подсистему через подающий канал, и возвращают через обратный канал. В некоторых вариантах осуществления могут применять меньшее или большее количество подсистем.
Далее по ФИГ. 2, масляный насос 208, в связи с вращательным движением коленчатого вала 40 (не показан), высасывает масло из масляного резервуара 204, находящегося в масляном поддоне 202, через подающий канал 206. Масло перекачивают от масляного насоса 208 под давлением через подающий канал 210 и масляный фильтр 212 в главную магистраль 214. Давление в главной магистрали 214 зависит от усилия, создаваемого масляным насосом 208, и расхода масла, подаваемого в каждую масляную подсистему 216, 218, 220 через подающие каналы 214а, 214b, 214с соответственно. Масло возвращают в масляный резервуар 204 при атмосферном давлении через обратный канал 222. Датчик 224 давления масла измеряет давление масла в главной магистрали и отправляет данные о давлении в контроллер 12 (не показан). Насосом 208 может быть насос с электрическим приводом, производительность насоса выше при более высокой частоте вращения двигателя и ниже при более низкой частоте вращения двигателя.
Уровень давления масла в главной магистрали может влиять на производительность масляных подсистем 216, 218, 220, например, усилие, создаваемое гидравлическим приводом, прямо пропорционально давлению масла в главной магистрали. Когда давление масла высокое, привод может функционировать боле отзывчиво; когда давление масла низкое привод может функционировать менее отзывчиво. Низкое давление масла также может ограничивать эффективность моторного масла в части смазывания движущихся частей. Например, если давление масла в главной магистрали ниже порогового значения давления, возможна подача сниженного количества масла, и возможно повреждение компонента.
Кроме того, давление масла в основной магистрали наивысшее, когда отсутствует или снижен расход масла, выходящего из главной магистрали. Таким образом, утечка на гидравлических приводах в масляных подсистемах может привести к снижению давления масла в главной магистрали. Дополнительно, один конкретный источник утечки масла может появиться в фазовращателе изменения фаз кулачкового распределения, как описано далее в подробностях со ссылкой на ФИГ. 3.
ФИГ. 3 иллюстрирует фазовращатель 300 ИФКР в положении опережения. В примере фазовращатель 300 ИФКР может включать в себя фазовращатель 19 ИФКР на ФИГ. 1. ФИГ. 3 дополнительно иллюстрирует золотниковый клапан 309 с электроприводом, соединенный с фазовращателем 300 ИФКР. Золотниковый клапан 309 показан в положении в области опережения золотника в качестве не ограничивающего примера. Следует понимать, что золотниковый клапан может иметь неограниченное количество промежуточных положений, например, положение золотника в области опережения, нулевой области, области фиксации (как указано далее). Положение золотникового клапана может не только управлять направлением движения фазовращателя ИФКР, но и, в зависимости от дискретного положения золотника, также может управлять скоростью движения фазовращателя ИФКР.
Двигатели внутреннего сгорания оснащают различными механизмами для изменения угла между распределительным валом и коленчатым валом с целью улучшения рабочих показателей двигателя или снижения количества вредных веществ в отработавших газах. В большинстве таких механизмов изменения фаз кулачкового распределения используют фазовращатели лопастного типа на распределительном вале двигатели (или на нескольких распределительных валах двигателя), такой как фазовращатель 300 ИФКР. Фазовращатель 300 ИФКР могут оснащать ротором 305 с лопастями 304, устанавливаемым им край распределительного вала 326, в корпусе 340 с камерами лопастей, в которые устанавливают лопасти. В другом примере лопасти 304 могут устанавливать в корпус 340, а камеры могут устанавливать в роторный блок 305. Внешнее окружение 301 корпуса образует зубчатое колесо, шкив или редукторную систему, принимающую приводное усилие, передаваемое через цепь, ремень или шестеренную передачу, как правило, от коленчатого вала или от другого распределительного вала в случае с двигателем с несколькими распределительными валами.
Фазовращатель 300 ИФКР изображен в качестве фазовращателя, приводимого в действие крутящим моментом кулачка. Реверсы крутящего момента кулачка, вызываемые усилиями открытия и закрытия клапанов двигателя, приводят в движение лопасти 304. Камеры 302, 303 опережения и запаздывания устроены с возможностью сопротивления положительным и отрицательным импульсам крутящего момента в распределительном вале 326, и, в других вариантах, давление создает крутящий момент кулачка. Золотниковый клапан 309 позволяет лопасти 304 в фазовращателе перемещаться благодаря позволению жидкости проходить из камеры 302 опережения в камеру 303 запаздывания, или наоборот, в зависимости от желаемого направления движения. Например, когда желаемым направление движения является движение в направлении опережения, золотниковый клапан 309 позволяет лопасти перемещаться путем позволения жидкости проходить из камеры запаздывания в камеру опережения. Для сравнения, когда желаемым направлением движения является движение в направлении запаздывания, золотниковый клапан 309 позволяет лопасти перемещаться путем позволения жидкости проходить из камеры опережения в камеру запаздывания.
Корпус 340 фазовращателя 300 ИФКР имеет внешнее окружение 301 для принятия приводного усилия. Роторный блок 305 соединяют с распределительным валом 326 и его соосно располагают в границах корпуса 340. Роторный блок 305 имеет лопасть 304, разделяет камеру, образуемую между корпусом 340 и роторным блоком 305 на камеру 302 опережения и камеру 303 запаздывания. Лопасть 304 способна вращаться для сдвига относительно углового положения корпуса 340 и роторного блока 305. Кроме того, используют гидравлический фиксирующий контур 333 и контур 323 фиксирующего штифта. Гидравлический фиксирующий контур 333 и контур 323 фиксирующего штифта жидкостно соединяют, в сущности создавая единый контур, как указано выше, но рассматриваемый по отдельности для целей упрощения и лучшего разделения их конкретных функций. Гидравлический фиксирующий контур 333 включает в себя пружину 331, загруженный управляемый клапан 330, фиксирующую линию 328 опережения, которая соединяет камеру 302 опережения с управляемым клапаном 330 и общей линией 314, и фиксирующую линию 334 запаздывания, соединяющую камеру 303 запаздывания с управляемым клапаном 330 и общей линией 314. Фиксирующая линия 328 опережения и фиксирующая линия 334 запаздывания находятся на заранее заданном расстоянии или длине от лопасти 304. Управляемый клапан 330 располагают в роторном блоке 305 и его жидкостно соединяют с контуром 323 фиксирующего штифта и линией 319а подачи через соединительную линию 332. Контур 323 фиксирующего штифта включает в себя фиксирующий штифт 325, соединительную линию 332, управляемый клапан 330, линию 319а подачи и выходную линию 322 (пунктирные линии).
Управляемый клапан могут приводить в действие между двумя положениями, первое положение, соответствующее закрытому или выключенному положению, и второе положение, соответствующее открытому или включенному положению. Управляемому клапану могут давать команды для установки в эти положения золотниковым клапаном. В первом положении в управляемом клапане создается давление давлением масла, создаваемом двигателем, в линии 332, который задает положение управляемого клапана, при котором блокируют поток жидкости между камерами опережения-запаздывания через управляемый клапан и фиксирующий контур 333. Во втором положении давление масла, создаваемое двигателем, в линии 332 отсутствует. Отсутствие давления в линии 332 позволяет пружине 331 установить управляемый клапан так, чтобы жидкость смогла проходить между фиксирующей линией из камеры опережения и фиксирующей линией из камеры запаздывания через управляемый клапан и общую линию, таким образом, роторный блок перемещается и удерживается в положении блокировки.
Фиксирующий штифт 325 выполнен с возможностью скольжения и находится в отверстии в роторном блоке 305, и его концевую часть направляют и она входит в паз 327 корпуса 340 под действием пружины 324. В других вариантах фиксирующий штифт 325 могут устанавливать в корпусе 340, и его могут направлять пружиной 324 в направлении паза 327 в роторном блоке 305. Открытием и закрытием гидравлического фиксирующего контура 333 и созданием давления в контуре 323 фиксирующего штифта управляют путем переключения/перемещения золотникового клапана 309.
Золотниковый клапан 309 включает в себя золотник 311 с цилиндрическими поршнями 311а, 311b и 311с, выполненные с возможностью скольжения во втулке 316 в пределах отверстия в роторе 305, с управлением в распределительном вале 326. Один край золотника соприкасается с пружиной 315, а противоположный край золотника соприкасается с соленоидом 307 (СПУ) с переменным усилием с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Соленоидом 307 могут линейно управлять путем изменения коэффициента заполнения, тока, напряжения или другим способов. Кроме того, противоположный край золотника 311 может соприкасаться и находиться под воздействием двигателя или других приводов.
На положение золотника 311 влияет пружина 315 и соленоид 307, управляемый контроллером 12. Далее рассматривают управление фазовращателем более подробно. Положение золотника 311 управляет перемещением фазовращателя, включая направление движения и скорость перемещения. Например, положение золотника определяет, переместить ли фазовращатель в направлении положения опережения, удержания или запаздывания. Кроме того, положение золотника определяет открытие или закрытие контура 323 фиксирующего штифта и гидравлического фиксирующего контура 333. Другими словами, положение золотника 311 активно управляет регулируемым клапаном 330. Золотниковый клапан 309 имеет режим опережения, режим запаздывания, нулевой режим и фиксирующий режим. Эти режимы управления могут быть напрямую связаны с областями позиционирования. Таким образом, конкретные области хода золотникового клапана могут позволить золотниковому клапану функционировать в режиме опережения, запаздывания, нулевом режиме, фиксирующем режиме. В режиме опережения золотник 311 перемещают в положение в области опережения золотникового клапана, тем самым позволяя потоку жидкости проходить из камеры 303 запаздывания через золотник 311 в камеру 302 опережения, при этом блокируют выход жидкости из камеры 302 опережения. Кроме того, фиксирующий контур 333 удерживают или он закрыт.В режиме запаздывания золотник 311 перемещают в положение в области запаздывания золотникового клапана, тем самым позволяя потоку жидкости проходить из камеры 302 опережения через золотник 311 в камеру 303 запаздывания, при этом блокируют выход жидкости из камеры 303 запаздывания. Кроме того, фиксирующий контур 333 удерживают или он закрыт.В нулевом режиме золотник 311 перемещают в положение в нулевой области золотникового клапана, тем самым блокируя выход жидкости из любой из камер 302, 303 опережения и запаздывания, при этом продолжая удерживать фиксирующий контур 333 в закрытом или выключенном состоянии. В фиксирующем режиме золотник перемещают в положение в области фиксации. В фиксирующем режиме одновременно выполняют три функции. Первая функция фиксирующего режима состоит в том, что золотник 311 перемещается в положение, в котором цилиндрический поршень 311b блокирует поток жидкости из линии 312 между цилиндрическим поршнем 311а и 311b, предотвращая поступление в другие линии и линию 313, эффективно ликвидируя управление фазовращателем от золотникового клапана 309. Вторая функция фиксирующего режима состоит в открытии или включении фиксирующего контура 333. Как таковой, фиксирующий контур 333 обладает полным контролем над перемещением фазовращателя в положение опережения или запаздывания, до тех пор, пока лопасть 304 не достигнет промежуточного положения угла фазы. Третья функция фиксирующего режима состоит в том, чтобы сбросить давление контура 323 фиксирующего штифта, позволяя фиксирующему штифту 325 войти в паз 327. Промежуточное положение фазового угла также относится к средне-замкнутому положению и положению блокировки, и его определяют как положение, когда лопасть 304 находится между стенкой 302а опережения и стенкой 303а запаздывания, стенки определяют камеру между корпусом 340 и роторным блоком 305. Положением блокировки может быть любое положение между стенкой 302а опережения и стенкой 303а запаздывания, и его определяют положением фиксирующих каналов 328 и 334 относительно лопасти 304. В частности, положение фиксирующих каналов 328 и 334 относительно лопасти 304 определяет положением, в котором ни один из каналов не открыт для камер 302 и 303 опережения и запаздывания, таким образом, полностью отключая сообщение между двумя камерами, когда управляемый клапан находится во втором положении, и фазирующий контур отключен. Направление золотникового клапана в область фиксации также могут относить к команде "твердой блокировки" фазовращателя, со ссылкой на фиксирующий компонент (фиксирующий штифт), который задействуется при блокировке фазовращателя в средне-замкнутом положении.
На основе коэффициента заполнения соленоида 307 с переменным усилием с ШИМ золотник 311 перемещают в соответствующее положение вдоль его хода. В примере, когда коэффициент заполнения соленоида 307 с переменным усилием приблизительно составляет 30%, 50% или 100%, золотник 311 перемещают в положения, соответствующие режиму запаздывания, нулевому режиму, режиму опережения соответственно, а на управляемый клапан 330 подается давление и его перемещают из второго положения в первое положение, при этом гидравлический фиксирующий контур 333 закрыт, и фиксирующий штифт 325 находится под воздействием давления и высвобождается. В качестве другого примера, когда коэффициент заполнения соленоида 307 с переменным усилием установлен на уровне 0%, золотник 311 перемещают в фиксирующий режим, при этом управляемый клапан 330 работает на выпуск и перемещается во второе положение, гидравлический фиксирующий контур 333 открыт, а на фиксирующем штифте 325 сбрасывают давление, и он входит в паз 327. При выборе коэффициента заполнения на уровне 0% в качестве крайнего положения вдоль хода золотника, чтобы открыть гидравлический фиксирующий контур 333, сбросить давление управляемого клапана 330, сбросить давление и ввести фиксирующий штифт 325 в паз 327, в случае потери мощности или контроля, фазовращатель распределительного вала может перейти по умолчанию в заблокированное положение, улучшая точность положения фазовращателя. Следует отметить, что процентные значения коэффициента заполнения, указанные выше, приводят лишь в качестве не ограничивающих примеров, и в других вариантах осуществления могут использовать другие коэффициенты заполнения для перемещения золотника золотникового клапана между различными областями. Например, гидравлический фиксирующий контур 333 могут открыть в качестве альтернативы, и сбросить давление управляющего клапана 330, сбросить давление фиксирующего штифта 325, чтобы он вошел в паз 327 при коэффициенте заполнения 100%. В этом примере область фиксации золотникового клапана может находиться рядом с областью опережения вместо области запаздывания. В другом примере фиксирующий режим может быть в режиме на уровне 0%, а коэффициенты заполнения, приблизительно составляющие 30%, 50% и 100% могут перемещать золотник 311 в положения, соответствующие режиму опережения, нулевому режиму и режиму запаздывания. В этом примере также область опережения золотникового клапана находится рядом с областью фиксации.
При выбранных условиях контроллер может картировать области золотника, варьируя коэффициент заполнения, задаваемый для золотникового клапана, и связывая его с соответствующими изменениями положения фазовращателя. Например, как показано на ФИГ. 13-14, промежуточная область между областью фиксации и областью запаздывания золотника, также называемая "запретной зоной", может картироваться соответствующим движением золотникового клапана из области фиксации в область запаздывания и перемещением фазовращателя из средне-замкнутого положения в положение запаздывания. В других вариантах осуществления, когда область фиксации находится рядом с областью опережения, "запретная зона" может находиться между областью фиксации и областью опережения золотника.
ФИГ. 3 иллюстрирует фазовращатель 300, перемещающийся в положение опережения. Для перемещения фазовращателя в положение опережения, коэффициент заполнения золотникового клапана увеличивают до уровня выше 50%, и, возможно, до 100%. В результате усилие соленоида 307 на золотник 311 увеличивается, и золотник 311 перемещается вправо, в направлении к области опережения, и функционирует в режиме опережения до тех пор, пока усилие, создаваемое пружиной 315, не уравновесит усилие соленоида 307. В показанном режиме опережения цилиндрический поршень 311а блокирует линию 312, при этом линии 313 и 314 открыты. В таком сценарии импульсы крутящего момента распределительного вала создают давление в камере 303 запаздывания, приводя к тому, что жидкость проходит из камеры 303 запаздывания в камеру 302 опережения, тем самым перемещая лопасть 304 в направлении, показанном стрелкой 345. Гидравлическая жидкость выходит из камеры 303 запаздывания через линию 313 в золотниковый клапан 309, между цилиндрическими поршнями 311а и 311b, и возвращается обратно в центральную линию 314 и линию 312, ведущую в камеру 302 опережения. Управляемый клапан удерживают в первом положении, блокирующем фиксирующие линии 328 и 334.
В другом примере, для перемещения фазовращателя в направлении положения запаздывания, коэффициент заполнения золотникового клапана уменьшают до уровня менее 50%, и, возможно, до 30%. В результате усилие соленоида 307 на золотник 311 уменьшают, и золотник 311 перемещают влево, в направлении области запаздывания, и он функционирует в режиме запаздывания пока усилие пружины 315 не уравновесит усилие соленоида 307. В режиме запаздывания цилиндрический поршень 311b блокирует линию 313, при этом линии 312 и 314 открыты. В этом сценарии импульсы крутящего момента распределительного вала создают давление в камере 302 опережения, приводя к тому, что жидкость проходит из камеры 302 опережения в камеру 303 запаздывания, тем самым перемещаю лопасть 304 в направлении, противоположном направлению, показанному стрелкой 345. Гидравлическая жидкость выходит из камеры 302 опережения через линию 312 в золотниковый клапан 309, между цилиндрическими поршнями 311а и 311b и возвращается в центральную линию 314 и линию 313, ведущую в камеру 303 запаздывания. Управляемый клапан удерживают в первом положении, блокирующем фиксирующие линии 328 и 334.
В другом примере для перемещения фазовращателя и его блокировки в положении промежуточного фазового угла (среднее положение), коэффициент заполнения золотникового клапана уменьшают до уровня 0%. В результате усилие соленоида 307 на золотник 311 уменьшают, и золотник 311 перемещают влево, в направлении области фиксации, и он функционирует в фиксирующем режиме, пока усилие пружины 315 не уравновесит усилие соленоида 307. В фиксирующем режиме цилиндрический поршень 311b блокирует линии 312, 313 и 314, и цилиндрический поршень 311с блокирует линию 319а от линии 332 создания давления для перемещения управляемого клапана во второе положение. В этом сценарии импульсы крутящего момента распределительного вала не действуют в качестве приводных импульсов. Вместо этого гидравлическая жидкость выходит из камеры 302 опережения через фиксирующую линию 328 в управляемый клапан 330, через общую линию 329 и возвращается обратно в центральную линию 314 и линию 313, ведущую в камеру 303 запаздывания.
На ФИГ. 4, раскрыта примерная последовательность 400 для регулировки работы фазовращателя ИФКР на основе изменений рабочих условий двигателя. Последовательность 400 могут исполнять с помощью контроллера двигателя, такого как контроллер 12 на ФИГ. 1-3, при начале цикла движения автомобиля для того чтобы обеспечить надлежащее изменение фаз в период цикла движения автомобиля.
Последовательность включает в себя, на этапе 402, после пуска двигателя, расчет и/или измерение рабочих условий двигателя. Они могут включать в себя, например, частоту вращения двигателя, температуру двигателя, окружающие условия (температуру воздуха, давление, влажность и т.д.), требуемый крутящий момент, давление в коллекторе, расход воздуха в коллекторе, нагрузка фильтра, условия катализатора выхлопных газов, температура масла, давление масла, длительность простоя двигателя и т.д.
В другом примере во время предыдущего останова двигателя (как показано на ФИГ. 6), и перед текущим пуском двигателя возможна регулировка фазовращателя в выбранное положение в пределах его диапазона, чтобы обеспечить перезапуск фазовращателя в выбранном положении. Выбранное положение могут выбирать с учетом конкретных условий пуска для следующего цикла движения автомобиля. В одном примере фазовращатель распределительного вала могут регулировать в положение запаздывания во время предыдущей последовательности останова, с учетом холодного пуска. В других вариантах фазовращатель распределительного вала могут регулировать в положение запаздывания во время предыдущего останова для уменьшения детонации во время пуска или движения с прогретым двигателем, или чтобы уменьшить крутящий момент во время пуска для лучшего управления нагрузкой и более плавного пуска. В другом примере фазовращатель распределительного вала могут регулировать в положение опережения во время предыдущей последовательности останова, с учетом холодного пуска, чтобы увеличить нагрев за счет сжатия и помочь пуску двигателя, работающему на топливе с низкой испаряемостью. В другом примере фазовращатель могут приводить в средне-замкнутое положение без задействования фиксирующего штифта во время предыдущей последовательности останова, с учетом сильных крутильных импульсов распределительного вала при выбеге. Когда золотниковый клапан перемещают в направлении заблокированного положения и он пересекает область запаздывания (или опережения) (в зависимости от того, какая из этих областей ближе к области фиксации), такие крутильные импульсы могут переместить фазовращатель дальше от средне-замкнутого положения и уменьшить вероятность того, что штифт будет выровнен правильно, позволяя выполнить блокировку. В другом примере фазовращатель могут приводить в средне-замкнутое положение, с удержанием фиксирующего штифта в задействованном положении, с учетом того, что при следующем пуске требуется заблокированное положение фазовращателя. Положение, в которое установлен фазовращатель во время предыдущей последовательности останова в данном случае называют "положение по умолчанию".
На этапе 404, последовательность включает в себе исполнение диагностической последовательности, как показано на ФИГ. 7, чтобы идентифицировать условия, которые могут привести к деградации рабочих характеристик фазовращателя. Если идентифицируют какие-либо подобные условия, контроллер может задать соответствующие флаги, которые дают команду блокировки фазовращателю с использованием задействованного фиксирующего штифта, даже если блокировку фазовращателя не запрашивали другим способом. Например, в ответ на обнаружение деградации оборудования фазовращателя, фиксирующий штифт могут задействовать, чтобы предотвратить неправильное управление положением фазовращателя (причем задаваемое положение фазовращателя и действительное положение фазовращателя не совпадают). Например, как показано в дополнительных примерах на ФИГ. 7.
После завершения диагностики на этапе 404, последовательность продолжается на этапе 406 для определения наличия условия холодного пуска. Условия холодного пуска могут подтвердить, если температура двигателя или температура катализатора ниже порогового значения температуры и/или истек пороговый период времени после предыдущего останова двигателя. В случае подтверждения условий холодного пуска, последовательность переходит к 412, причем контроллер двигателя может проверить, позволяют ли условия выполнить изменение положения фазовращателя из положения по умолчанию в положение для уменьшения количества вредных веществ в отработавших газах при холодном пуске. Например, если температура моторного масла ниже порогового значения, перемещение фазовращателя могут отложить из-за повышенной вязкости масла в подсистеме 220, которая может привести к несовпадению условий двигателя и положений фазовращателя. В некоторых примерах диагностическая последовательность, выполняемая на этапе 404, может устанавливать флаг, указывающий на это состояние (см. ФИГ. 7 на 740), поскольку асинхронизация между условиями двигателя и положениями фазовращателя может привести к нестабильному сгоранию и ухудшению рабочих характеристик двигателя. В других примерах диагностическая последовательность на этапе 404 может устанавливать флаг, обозначающий, что датчики распределительного вала или соленоиды повреждены, что привело бы к неэффективности замкнутого управления в сторону положения холодного пуска.
Продолжая с 412, если условия работы двигателя позволяют изменить положение фазовращателя, например, позволяют перевести в положение, при котором уменьшают выбросы при холодном пуске, контроллер двигателя может дать команду для такой регулировки положения на этапе 416 в соответствии с алгоритмом 500 на ФИГ. 5. Если условия не позволяют изменить положение фазовращателя, контроллер может сохранять положение фазовращателя в исходном положении на этапе 414 до тех пор, пока условия не позволят изменить положение фазовращателя, например, до тех пор, пока двигатель не прогреется в достаточной степени. Если положение по умолчанию - это положение, в котором фиксирующий штифт не задействуется, поддержание фазовращателя в положении по умолчанию может включать в себя команду фиксированного положения в положении по умолчанию в условиях управления по замкнутому контуру, способ, который могут реализовать в соответствии с алгоритмом 500. Если положение по умолчанию - это положение блокировки с приведением в действие фиксирующего штифта, фазовращатель могут удерживать в положении по умолчанию с задействованным фиксирующим штифтом до тех пор, пока условия не позволят изменить положение фазовращателя или разблокировать фиксирующий штифт.
Далее по 418, контроллер двигателя может определять, разогрет ли двигатель до достаточной степени, например, путем определения, достигла ли температура катализатора отработавших газов рабочего уровня зажигания. Если двигатель разогрет, контроллер может отрегулировать положение фазовращателя в соответствии с условиями работы двигателя на этапе 424. Как только получена команда на выполнение такой операции, фазовращатель может работать в условиях управления по замкнутому контуру до тех пор, пока условия не продиктуют иную необходимость. Когда двигатель разогрет, положение фазовращателя может быть изменено для обеспечения оптимальной производительности и экономии топлива. Если двигатель еще не разогрет на этапе 418, положение запаздывания фазовращателя могут поддерживать на этапе 420 до тех пор, пока двигатель не разогреют.
Продолжая на этапе 406, если рабочие условия двигателя не указывают на условия холодного пуска, контроллер может определять на этапе 408, выполняют ли условия горячего пуска или условия холостого хода. Если выполняют условия горячего пуска или холостого хода, контроллер может отрегулировать положение фазовращателя в соответствии с рабочими условиями двигателя на этапе 424. Как только получена команда на выполнение такой операции, фазовращатель может работать в условиях управления по замкнутому контуру до тех пор, пока условия не продиктуют иную необходимость. Затем выполняется выход из последовательности.
Продолжая на этапе 408, если рабочие условия двигателя не указывают на условия горячего пуска или холостого хода, контроллер может определять на этапе 410, выполняют ли условия останова. Если выполняют условия останова, контроллер может определить подходящее положение фазовращателя для останова на основе текущих рабочих условий двигателя и отрегулировать фазовращатель в определенное для останова положение, как указано в последовательности 600 на ФИГ. 6. Затем выполняется выход из последовательности.
ФИГ. 5 иллюстрирует алгоритм 500 для общего управления по замкнутому контуру положением фазовращателя. Последовательность начинают на этапе 502 с первоначальной диагностической последовательности в соответствии с ФИГ. 7, которая способна активировать или деактивировать флаги, указывающие на то, какой тип изменения фаз соответствует текущим условиям работы двигателя. Например, первый флаг может указывать на то, что управление по замкнутому контуру не следует реализовывать и вместо этого фазовращатель следует направить в средне-замкнутое положение с задействованием фиксирующего штифта, при этом другой флаг может указывать на то, что фазовращатель следует удерживать в конкретном положении без задействования фиксирующего штифта. Положение, в котором необходимо удерживать фазовращатель без задействования фиксирующего штифта может быть определенным положением блокировки (таким как средне-замкнутое положение) или положение опережения или запаздывания относительно положения блокировки. Например, в ответ на обнаружение деградации датчика положения распределительного вала, могут устанавливать флаг для отключения управления по замкнутому контуру положением фазовращателя, и далее направляя команду для направления фазовращателя в средне-замкнутое положение с задействованием фиксирующего штифта. В другом примере, в ответ на состояние, когда температура моторного масла ниже порогового значения, могут активировать флаг, чтобы указать на то, что фазовращатель следует удерживать в его текущем положении без задействования фиксирующего штифта. Так, если флаг был активен в начале диагностической последовательности, флаг могут деактивировать, если ранее идентифицированную неисправность двигателя устранили, позволив возобновить управление по замкнутому контуру положением фазовращателя.
Продолжая на этапе 504, если диагностический алгоритм 700 устанавливает флаг, указывающий на то, что недоступно управление по замкнутому контуру для текущих рабочих условий, возможно прекращение алгоритма 500. В противном случае, способ переходит к 506, где определяют, определено ли целевое положение удержания и доступно ли оно. Если диагностическая последовательность на этапе 502 активировала флаг, предлагая целевое положение, в котором необходимо удерживать фазовращатель, например, в положением блокировки, целевое положение удержания могут установить в качестве целевого положения распределительного вала для этой последовательности изменения фаз на этапе 508. Следует помнить о том, что целевым положением удержания может быть любое положение в пределах диапазона фазовращателя. В качестве примера целевым положением удержания может быть положение запаздывания относительно нуля в случае, когда исполняют команду останова и ожидают холодный старт. В этом случае удержание фазовращателя в целевом положении запаздывания может обеспечить более высокую эффективность при холодном пуске, условие, при котором активное изменение фаз не доступно. Если не активен флаг, указывающий на целевое положение удержания на этапе 506, целевое положение распределительного вала могут определять на основе рабочих условиях двигателя на этапе 510. Следует помнить о том, что целевым положением распределительного вала может быть любое положение в пределах диапазона фазовращателя. Например, если (сочетание условий двигателя и входные данные о положении педали указывают на запрос повышения производительности, целевое положение распределительного вала могут установить в положение опережения. Однако, если условия двигателя (например, холодное моторное масло) указывают на то, что целевое положение не доступно, положение распределительного вала могут установить в положение запаздывания. В другом примере, если условия двигателя и входные данные о положении педали акселератора указывают на запрос экономии топлива, целевое положение распределительного вала могут устанавливать в положение запаздывания, однако, если условия двигателя (например, на высоте) указывают на положение опережения распределительного вала, тогда целевым положением распределительного вала будет положение опережения. В другом примере (например, при прогретом моторном масле), если рабочие условия двигателя и входные данные о положении педали акселератора указывают на целевое положение распределительного вала, достаточно близкое к положению по умолчанию, тогда целевым положением является средне-замкнутое положение без задействования фиксирующего штифта.
После определения целевого положения, на этапе 512, контроллер может определять, задействован ли фиксирующий штифт фазовращателя распределительного вала. Т.е. контроллер может определять, фазовращатель заблокирован или разблокирован. В случае, когда допустима регулировка фаз кулачкового распределения по замкнутому контуру, но задействуется фиксирующий штифт, надежный способ 800 разблокировки, показанный на ФИГ. 8, могут исполнять на этапе 514, чтобы позволить фазовращателю переместиться в целевое положение.
При разблокировке фазовращателя, на этапе 516, контроллер может определять, является ли целевое положение фазовращателя распределительного вала положением опережения или запаздывания в отношении текущего положения фазовращателя. Определение целевого положения фазовращателя относительно текущего положения могут основывать на сравнении целевого положения с выходными данными датчика положения распределительного вала. В примере, где целевым положением фазовращателя является текущее положение фазовращателя (или менее порогового расстояния от текущего положения), золотниковый клапан может могут перевести в нулевую область (функционирует в режиме удержания), если он уже не находится в нулевой области, для того чтобы сохранить текущее положение.
Однако, если целевым положением фазовращателя является положение опережения от текущего положения фазовращателя, контроллер может направить фазовращатель из его текущего положения в целевое положение на этапе 522, используя золотниковый клапан 311, в режим опережения, и переместив золотник в область опережения золотникового клапана. В соответствии с вышеизложенным, положение золотника могут менять путем регулировки коэффициента заполнения, задаваемого для соленоида золотникового клапана. Когда меняется положение золотникового клапана, гидравлическое давление, вызванное крутящим моментом кулачка могут использовать для перевода фазовращателя в положение опережения. В частности, крутильные импульсы распределительного вала могут приводить в действие гидравлический поток от камеры запаздывания фазовращателя, через фазирующий контур, в камеру опережения фазовращателя. Установка фазовращателя в положение опережения может включать в себя изменение положения фазовращателя из начального положения, более отстающего (т.е. дальше от стенки камеры запаздывания) в положение меньшего запаздывания (т.е. ближе к стенке камеры запаздывания). В другом примере перемещение фазовращателя в положение опережения может включать в себя изменение положения фазовращателя из первоначального положения запаздывания в положение блокировки (средне-замкнутое положение). В другом примере перемещение фазовращателя в положение опережения может включать в себя перемещение фазовращателя из первоначального положения запаздывания (в области запаздывания) в окончательное положение опережения (в области опережения). В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение блокировки, и фазовращатель могут перемещать в положение опережения в целевое положение фазовращателя, являющееся положением опережения. Дополнительно, первоначальным положением фазовращателя может быть положение меньшего опережения (например, ближе к стенке камеры опережения), и фазовращатель могут перемещать в положение большего опережения в целевое положение фазовращателя, являющееся положением большего опережения (например, дальше от стенки камеры опережения). После исполнения этой команды регулировки фаз, обратная связь от результирующего положения фазовращателя может быть собрана и использована в контроллере для определения того, требуется ли новая команда регулировки фаз для дополнительной регулировки положения фазовращателя для того чтобы достичь целевого положения фазовращателя. Например, если первоначальная команда положения фазовращателя не приводит к новому положению фазовращателя в пределах конкретного допуска целевого положения фазовращателя, дополнительную команду направляют для перемещения фазовращателя ближе к целевому положению фазовращателя. Если необходима дополнительная регулировка фазовращателя, возможно повторное исполнение алгоритма 500.
Если целевым положением фазовращателя является положение запаздывания относительно текущего положения фазовращателя, перед перемещением фазовращателя в запрашиваемое положение контроллер может избирательно картировать промежуточную область между областью фиксации и областью запаздывания золотникового клапана, определяемую в данном случае как "запретная зона", для улучшения команд запаздывания золотникового клапана, картирование может быть выполнено на этапе 518 (используя последовательность 1300, как показано на ФИГ. 13) перед задействованием золотникового клапана 311 в области запаздывания коэффициента заполнения. Картирование может быть выполнено избирательно во время команд запаздывания, когда пороговая продолжительность или расстояние пройдено после последней итерации картирования, во время первого ряда команд запаздывания, исполняемых с начала цикла движения автомобиля. Промежуточное адаптивное изучение запретной зоны улучшает управление положениями фазовращателя путем обновления хранимых значений коэффициента заполнения, соответствующих различным скоростям замедления, которые может передавать контроллер двигателя. Например, если значение коэффициента заполнения для наибольшей скорости замедления являются неточными, и контроллер дает команду об установке коэффициента заполнения в соответствии с этим значением, может возникнуть непреднамеренное задействование фиксирующего контура, что может привести к непредсказуемому изменению фаз. Т.е. фазовращатель могут заблокировать в текущем положении, когда получена команда о перемещении в положение запаздывания.
Следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения область фиксации может находиться рядом с областью опережения, в таком случае контроллер может избирательно картировать "запретную зону", если целевым положением фазовращателя является положение опережения относительно текущего положения фазовращателя. Картирование может быть выполнено перед направлением фазовращателя в определенное положение на этапе 522, и они могут улучшить команды опережения золотникового клапана. При картировании запретной зоны и обновлении значений коэффициента заполнения для перевода золотникового клапана 311 в область запаздывания, контроллер может направить фазовращатель из его текущего положения в целевое положение 520, путем перевода золотникового клапана 311 в область запаздывания в соответствии с коэффициентом заполнения. Следовательно, гидравлическое давление, создаваемое крутящим моментом кулачка, могут использовать для запаздывания положения фазовращателя. В частности, крутильные импульсы распределительного вала могут приводить в действие гидравлический поток от камеры опережения фазовращателя, через фазирующий контур, в камеру запаздывания фазовращателя.
В примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение большего опережения (дальше от стенки камеры опережения), а целевым положением фазовращателя может быть положением меньшего опережения, но в области опережения фазовращателя (ближе к стенке камеры опережения). В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение опережения, а целевым положением фазовращателя может быть положение блокировки. В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение опережения, а целевым положением фазовращателя может быть положение запаздывания (в области запаздывания фазовращателя). В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение блокировки, а целевым положением фазовращателя может быть положение запаздывания. В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение меньшего запаздывания (ближе к стенке камеры запаздывания), а целевым положением фазовращателя может быть положение большего запаздывания (дальше от стенки камеры запаздывания).
После исполнения команды регулировки фаз, обратная связь от результирующего положения фазовращателя могут собирать и использовать в контроллере для определения того, требуется ли дополнительная команда регулировки фаз для регулировки положения фазовращателя для того чтобы достичь целевого положения фазовращателя. Например, если первоначальная команда не приводит к положению фазовращателя, находящегося в пределах конкретного допуска целевого положения фазовращателя, может потребоваться дополнительная регулировка фаз, и алгоритм 500 могут исполнить повторно для того чтобы приблизить фазовращатель к целевому положению, используя управление с обратной связью.
Если определяют наличие условий останова, как указано на этапе 410 последовательности 400, примерную последовательность 600 могут исполнять для правильного расположения фазовращателя в ожидании различных условий пуска для следующего цикла движения автомобиля. Целевое положение останова могут определять на этапе 602 на основе условий работы двигателя. Например, если датчик окружающей температуры указывает на слишком низкую окружающую температуру (ниже нижнего порогового значения температуры), то возможна установка опережающего положения при останове для достижения подогрева за счет сжатия при следующем пуске. В другом примере, если окружающие условия указывают на высокую температуру (выше верхнего порогового значения температуры), возможен переход распределительных валов в положение запаздывания при останове снижения вероятности детонации и достижения более плавного пуска при следующем пуске двигателя. Положение останова для фазовращателя также могут называть в данном случае "положением по умолчанию", когда упоминают в контексте первоначального положения изменения фаз кулачка при пуске для последующего цикла движения автомобиля. Следует помнить о том, что с фазовращателем ИФКР со средне-замкнутым положением, положение останова может находиться в любом положении в пределах диапазона фазовращателя. Дополнительно, фазовращатель при останове могут оставить в положении блокировки, когда фиксирующий штифт задействован, или в любом положении в пределах диапазона фазовращателя без задействования фиксирующего штифта, включая положение блокировки. Следует понимать, что положение останова, в котором фиксирующий штифт не задействуют, позволяет использовать положение по умолчанию фазовращателя в любом положении кроме средне-замкнутого положения при пуске. Например, фазовращатель могут удерживать в этом положении по умолчанию при последующем пуске с помощью управления по замкнутому контуру фазами кулачкового распределения до тех пор, пока температура масла не преодолеет критического значения температуры. Останов в средне-замкнутом положении с задействованием фиксирующего штифта может оказаться желаемым для быстрого пуска и снижения количества вредных веществ в отработавших газах, в качестве примера. В другом примере могут ожидать холодный пуск для следующего цикла движения транспортного средства, в таком случае может оказаться желательной команда останова в положении запаздывания. Останов в положении запаздывания может указывать контроллеру на то, что фазовращатель следует удерживать в этом положении запаздывания при последующем пуске двигателя.
Продолжая на этапе 604, определяют, было ли положение останова зафиксированным положением. Если определяют, что положением останова является положение блокировки с задействованием фиксирующего штифта, в случае необходимости возможно перемещение фазовращателя в положение блокировки, и фиксирующий штифт могут задействовать для удержания фазовращателя в положении блокировки на этапе 608. Например, фазовращатель может находиться в положении, отличном от положения блокировки, без задействования фиксирующего штифта, в таком случае золотниковый клапан могут переместить в область фиксации для того чтобы переместить фазовращатель в положение блокировки. Как показано на ФИГ. 9, золотниковый клапан могут перемещать в область фиксации в соответствии со способом 900 для того чтобы задействовать фиксирующий штифт. В другом примере фазовращатель могут удерживать в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта, в таком случае золотниковый клапан могут переместить в область фиксации в соответствии со способом 900 для задействования фиксирующего штифта. В другом примере фазовращатель может находиться в положении блокировки в задействованным фиксирующим штифтом перед определением положения останова, в таком случае, возможно, не понадобится изменение фаз. Могут предположить, что положение останова может находиться в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом, если условия двигателя на этапе 602 не позволяют осуществлять управление фазовращателем по замкнутому контуру. После перемещения фазовращателя в положение блокировки и задействован фиксирующий штифт, двигатель могут заглушить на этапе 610, таким образом, завершая способ 600.
Продолжая с 604, если положение останова не совпадает с положением блокировки с задействованным фиксирующим штифтом, целевое положение распределительного вала могут задать на этапе 616 в положение останова, определенное на этапе 602. Различные процедуры могут выполнять после этого для установки положения фазовращателя на основе относительных положений положения останова и текущего положения фазовращателя. Если положением останова является текущее положение фазовращателя, двигатель могут остановить на этапе 628 без дополнительного предварительного изменения положения фазовращателя, выполняют выход из способа 600.
На этапе 618 могут определять, является ли положением останова положение опережения относительно текущего положения. Если положением останова является положение опережения относительно текущего положения фазовращателя, на этапе 620 контроллер двигателя может направить фазовращатель из его текущего положения в положение останова, используя способ 500, показанный на ФИГ. 5, используя положение останова в качестве целевого положения. Причем фазовращатель могут переместить в опережающее положение до положения останова путем перемещения золотникового клапана в область опережения. Например, первоначальным положением фазовращателя может быть положение запаздывания, а целевым положением останова может быть положение меньшего запаздывания в области запаздывания. В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение запаздывания, а положением останова может быть положение блокировки без задействования фиксирующего штифта. В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение запаздывания, а положением останова может быть положение опережения. В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение блокировки с или без задействования фиксирующего штифта, а положением останова может быть положение опережения. В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение опережения, а положением останова может быть положение большего опережения. После исполнения этой команды регулировки фаз, обратную связь от результирующего положения фазовращателя могут собирать и использовать в контроллере для определения того, требуется ли новая команда для дополнительной регулировки положения фазовращателя в направлении целевого положения фазовращателя, т.е., если первоначальные команды не привели к новому положению фазовращателя в пределах указанного допуска положения останова. Если требуется дополнительное изменение фаз, способ 500 могут исполнить повторно с фиксированным целевым положением заданным в качестве положения останова. Когда фазовращатель достигает положения останова в пределах указанного допуска, двигатель могут заглушить на этапе 612, завершая способ 600.
Если положением останова является положение запаздывания от текущего положения фазовращателя, контроллеру сначала может понадобиться адаптировать текущую информацию о "запретной зоне" на этапе 624 (используя способ 1300) перед переводом золотникового клапана 311 в область запаздывания в соответствии с коэффициентом заполнения. Такое адаптивное изучение может быть преимущественным для управления фазовращателем, потому что процесс обновляет сохраненные значения коэффициента заполнения, соответствующие различным скоростям замедления, которые может направлять контроллер 306 двигателя. Если значение коэффициента заполнения для наибольшей скорости замедления являются неточными, и контроллер дает команду об установке коэффициента заполнения в соответствии с этим значением, может возникнуть непреднамеренное задействование фиксирующего контура, что может привести к непредсказуемому изменению фаз.
Следует понимать, что в других вариантах примерах область фиксации может находиться рядом с областью опережения вместо области запаздывания, в таком случае адаптивное изучение "запретной зоны" может происходить до 620, когда положение останова находится в положении опережения относительно текущего положения фазовращателя. В этом примере процесс изучения способен обновлять сохраненные значения коэффициента заполнения, соответствующие различным скоростям опережения, которые может направлять контроллер 306 двигателя.
Когда установлены подходящие значения коэффициента заполнения для управления золотниковым клапаном 311 в области запаздывания, контроллер может перевести фазовращатель на этапе 626 из его текущего положения в положение останова, используя способ 500, как показано на ФИГ. 5, с целевым положением заданным в качестве положения останова. Например, первоначальным положением фазовращателя может быть положение опережения, а целевым положением останова может быть положение меньшего опережения в области запаздывания. В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение опережения, а положением останова может быть положение блокировки без задействования фиксирующего штифта. В другом примере положением фазовращателя первоначально может быть положение опережения, а положением останова может быть положение запаздывания. В другом примере первоначальным положением фазовращателя может быть положение блокировки с или без задействования фиксирующего штифта, а положением останова может быть положение запаздывания. В другом примере положением фазовращателя первоначально может быть положение запаздывания, а положением останова может быть положение большего запаздывания. После исполнения этой команды регулировки фаз, обратная связь от результирующего положения фазовращателя могут собирать и использовать в контроллере для определения, требуется ли новая команда для дополнительной регулировки положения фазовращателя в направлении целевого положения фазовращателя, т.е., если первоначальные команды не привели к новому положению фазовращателя в пределах указанного допуска положения останова. Если требуется дополнительное изменение фаз, алгоритм 500 могут исполнить с фиксированным целевым положением, заданным в качестве положения останова. Когда фазовращатель достигает положения останова в пределах указанного допуска, двигатель могут заглушить на этапе 626, завершая способ 600.
Что касается ФИГ. 7А, предложен способ 700 для определения того, перемещать ли фазовращатель в положение блокировки и удерживать фазовращатель в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом, перемещать ли фазовращатель в положение блокировки и удерживать фазовращатель в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта, или перемещать фазовращатель в соответствии с управлением изменением фаз по замкнутому контуру. Перемещение фазовращателя в положение блокировки может включать в себя сначала перемещение золотникового клапана в область опережения или область запаздывания, затем - перемещение золотникового клапана в нулевую область в соответствии со способом 900. Удерживание фазовращателя в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта может включать в себя сохранение положения золотникового клапана в нулевой области. Удерживание фазовращателя в положении блокировки с задействованием фиксирующего штифта может включать в себя перемещение золотникового клапана в область фиксации для задействования фиксирующего штифта.
На этапе 702 выполняют расчет рабочих условий двигателя. Расчетные условия могут включать в себя, например, частоту вращения двигателя, температуру двигателя, температуру и давление моторного масла. Кроме того, выходные данные с датчиков, выполненных с возможностью считывания положения распределительного вала, могут использовать для уменьшения повреждения различных механических компонентов. На этапе 704 давление масла, создаваемое двигателем, могут сравнивать с пороговым значением давления. Если давление масла, создаваемое двигателем, ниже порогового значения давления, измерения могут выполнять на этапе 708 для перемещения фазовращателя в положение блокировки и удерживать фазовращатель в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом. На этапе 706, если фазовращатель ранее удерживали в положении блокировки без задействования положения блокировки, флаг, указывающий на то, что фазовращатель удерживают в этом положении без задействования фиксирующего штифта, могут деактивировать в ожидании активации флага, указывающего на то, что фазовращатель удерживают в этом положении с задействованным фиксирующим штифтом. На этапе 708 возможно выполнение шагов в соответствии со способом 710 (ФИГ. 7В) для перемещения фазовращателя в положение блокировки и задействования фиксирующего штифта. При первом условии, когда, например, частота вращения двигателя выше, перемещение фазовращателя в положение блокировки может включать в себя предварительное позиционирование фазовращателя в положение опережения относительно положения блокировки, конкретное положение основано на величине крутящего момента распределительного вала и частоте, например, величине крутящего момента и частоте запаздывания. В таком сценарии фазовращатель могут перемещать в положение блокировки отстающих кручений кулачка. При втором условии, когда, например, частота вращения двигателя ниже, перемещение фазовращателя в положение блокировки может включать в себя перемещение фазовращателя напрямую в положение блокировки без установки в предварительное положение. В первом и втором условии удерживание фазовращателя в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом может включать в себя перемещение золотникового клапана из нулевой области в область фиксации для того чтобы задействовать фиксирующий штифт. В первом условии золотниковый клапан могут перемещать из нулевой области в область фиксации во время крутильных импульсов распределительного вала. Во втором условии золотниковый клапан могут перемещать из нулевой области в область фиксации между крутильными импульсами распределительного вала. Давление моторного масла могут отслеживать, и фазовращатель могут перемещать в положение с не задействованным фиксирующем штифтом, когда давление масла повышается сверх порогового уровня давления в соответствии с дальнейшим описанием в способе 710.
Продолжая на этапе 704, если давление моторного масла выше порогового значения давления, различные параметры распределительного вала могут оценивать на этапе 714, 716, 718, 722, и обнаружение деградации каких-либо параметров может приводить к принятию общих мер. В частности, на этапе 714 могут определять, имеется ли деградация соленоида золотникового клапана на основе диагностики электрической цепи соленоида. На этапе 716 могут определять, имеется ли сбой выравнивания между распределительным валом и коленчатым валом, в соответствии с определением на основе диагностики положения распределительного вала. На этапе 718 могут определять, имеется ли деградация датчика положения распределительного вала, в соответствии с определением на основе диагностики электрической цепи датчика положения распределительного вала. В ответ на обнаружение деградации соленоида золотникового клапана, деградация датчика положения распределительного вала, деградация фиксирующего контура или, дополнительно, в случае выявления нежелательного функционирования в "запретной зоне", или если получена команда на останов двигателя с фазовращателем в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта, фазовращатель могут переместить в положение блокировки и удерживать его в положении блокировки с задействованием фиксирующего штифта на этапе 726. Кроме того, могут установить флаг, указывающий на то, что фазовращатель необходимо удерживать в этом положении с задействованным фиксирующим штифтом.
Например, когда частота вращения двигателя выше, перемещение фазовращателя в положение блокировки может включать в себя предварительное позиционирование фазовращателя в положение опережения относительно положения блокировки, конкретное положение основано на величине крутящего момента распределительного вала и частоте. В таком сценарии фазовращатель могут перемещать в положение блокировки отстающих кручений кулачка. При втором условии, когда, например, частота вращения двигателя ниже, перемещение фазовращателя в положение блокировки может включать в себя перемещение фазовращателя напрямую в положение блокировки без установки в предварительное положение. В первом и втором условии удерживание фазовращателя в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом может включать в себя перемещение золотникового клапана из нулевой области в область фиксации для того чтобы задействовать фиксирующий штифт. В первом условии золотниковый клапан могут перемещать из нулевой области в область фиксации во время крутильных импульсов распределительного вала. Во втором условии золотниковый клапан могут перемещать из нулевой области в область фиксации между крутильными импульсами распределительного вала. В данном случае крутильными импульсами могут быть крутильные импульсы запаздывания распределительного вала.
Если не подтверждают ни одно из условий 714, 716, 718 и 722, текущую температуру моторного масла могут определять и сравнивать с пороговым значением температуры на этапе 732. Пороговое значение температуры может основываться на частоте вращения распределительного вала. Низкая температура двигателя может приводить к высокой вязкости гидравлического масла, что может приводить к задержке отклика фазовращателя в режиме управления изменением фаз кулачкового распределения закрытого контура. Задержка отклика фазовращателя может приводить ухудшению рабочих характеристик двигателя. Если температура моторного масла выше порогового значения температуры, фазовращатель может возобновить работу в режиме управления по замкнутому контуру изменением фаз кулачкового распределения на этапе 746. Если фазовращатель удерживают в положение блокировки, с или без задействования фиксирующего штифта, сначала могут деактивировать флаг для индикации того, что условия позволяют использовать режим управления изменением фаз кулачкового распределения по замкнутому контуру. Управление по замкнутому контуру может включать в себя сначала отсоединение фиксирующего штифта, если фазовращатель удерживали в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом. Если фиксирующий штифт не задействован, функционирование в режиме управления по замкнутому контуру может включать в себя сохранение незадействованного положения фиксирующего штифта.
Если температура моторного масла ниже порогового значения температуры, фазовращатель могут автоматически переместить в положение блокировки и удерживать его в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта на этапе 734. Фазовращатель затем могут удерживать в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта в течение конкретного периода. В ходе этого периода могут отслеживать температуру моторного масла. На этапе 736, если температура моторного масла не поднялась выше порогового значения температуры за этот период, золотниковый клапан могут переместить в область фиксации на этапе 740, чтобы снизить давление масла, создаваемое двигателем, действующее на блокирующий контур, и чтобы задействовать фиксирующий штифт. В других вариантах, если не получают других команд для задействования фиксирующего штифта в течение этого периода, по истечении этого периода золотниковый клапан могут автоматически переместить в область фиксации, чтобы задействовать фиксирующий штифт и удерживать фазовращатель в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом. В противном случае фазовращатель удерживают в положении блокировки с незадействованным фиксирующим штифтом на этапе 738. Таким образом, когда фиксирующий штифт не задействуют, фазовращатель может колебаться вокруг положения блокировки вместо того чтобы находиться в строго удерживающем положении в положении блокировки, что возникает, когда задействуется фиксирующий штифт. Таким образом, если температура моторного масла выше порогового значения температуры в момент вскоре после того как фазовращатель первоначально переместили в положение блокировки с незадействованным фиксирующим штифтом, фазовращатель может функционировать в режиме управления по замкнутому контуру без предварительного разъединения фиксирующего штифта, таким образом, снижая время отклика для первоначального запроса фазы.
Например, способ 700 могут исполнять с системой двигателя, содержащей: цилиндр двигателя, содержащий клапана; кулачки, соединенные с распределительным валом для приведения в действие клапанов; фазовращатель для изменения фаз газораспределения, причем фазовращатель приводят в действие, используя крутящий момент кулачков, фазовращатель включает в себя блокирующий контур с фиксирующим штифтом; и золотниковый клапан с электромагнитным приводом для регулировки положения фазовращателя. Система двигателя дополнительно может включать в себя контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в энергонезависимой памяти, для: получения команд для перемещения фазовращателя в желаемое положение; и, в ответ на команду, перемещения золотникового клапана для использования давления масла, создаваемого крутящим моментом кулачка, отдельно от давления масла создаваемого двигателем, для перемещения фазовращателя в желаемое положение. Контроллер затем может удерживать фазовращатель в желаемом положении с незадействованным фиксирующим штифтом в течение определенного времени, фиксированный штифт удерживают в незадействованном положении, используя давление масла, создаваемое двигателем, в блокирующем контуре. В ответ на снижение давления масла, создаваемого двигателем, ниже порогового уровня или на снижение температуры масла ниже порогового уровня температуры в период удержания, контроллер может переместить золотниковый клапан в область фиксации для того чтобы снизить давление масла, создаваемое двигателем, в блокирующем контуре и задействовать фиксирующий штифт. Контроллер может включать в себя дополнительные инструкции для, после истечения периода, перемещения золотникового клапана в область фиксации для задействования фиксирующего штифта. Контроллер также может получать команду для разблокировки фазовращателя; и в ответ на каждый случай, когда давление масла, создаваемое двигателем, превышает пороговое значение давления, и когда температура масла превышает пороговое значение температуры, контроллер затем может переместить золотниковый клапан из области фиксации. Для сравнения, и в ответ на каждый случай, когда давление масла, создаваемое двигателем, пускается ниже порогового значение давления, и когда температура масла опускается ниже порогового значения температуры, контроллер затем может переместить золотниковый клапан в область фиксации. Таким образом, время отклика фазовращателя могут сократить путем избирательного задействования фиксирующего штифта в конкретных условиях, и путем удержания фазовращателя в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта в других условиях.
В примере с низким давлением масла, создаваемого двигателем, на этапе 704, способ 710 (ФИГ. 7В) могут исполнять для того чтобы нежелательное задействование фиксирующего контура (333 на ФИГ. 3) не мешало способности фазирующего контура в контроле положения фазовращателя. В частности, положение золотникового клапана могут регулировать, устанавливая в область фиксации, для того чтобы снизить давление масла, создаваемое двигателем в блокирующем контуре фазовращателя, таким образом, обеспечивая задействование фиксирующего штифта, и отключая подачу гидравлической жидкости от крутящего момента кулачка через фазирующие контуры. Способ 710 могут исполнять, даже когда давление гидравлического масла, создаваемое крутящим моментом кулачка, отдельно от давления масла, создаваемого двигателем, достаточно высокое для перемещения фазовращателя через приведение в действие от крутящего момента кулачка и с использованием золотникового клапана.
На этапе 746 (ФИГ. 7В) золотниковый клапан фазовращателя перемещают в область фиксации, как указано в способе 900 на ФИГ. 9, и запускают таймер для измерения порогового значения ожидания. Перемещение золотникового клапана в область фиксации приводит к тому, что положение фазовращателя удерживают с задействованием фиксирующего штифта, т.е. возникает жесткая блокировка положения фазовращателя. После жесткой блокировки фазовращателя давление масла, создаваемое двигателем, в системе ИФКР контролируют на этапе 748. Если давление масла, создаваемое двигателем, оказывается выше заранее заданного порогового давления масла в течение определенного времени, способ 710 может вернуться к диагностической последовательности 700, а последовательность 710 завершают. Если давление масла, создаваемое двигателем, не превышает порогового значения в течение определенного времени, на этапе 756 могут определять, истек ли пороговый период времени после запуска таймера на этапе 746. Давление масла, создаваемое двигателем, могут непрерывно контролировать до тех пор, пока не истечет пороговый период времени. По истечении порогового периода времени, холостые обороты двигателя могут поднять на этапе 758 для того чтобы увеличить давление масла в масляной подсистеме, таким образом, повышая давление масла, создаваемое двигателем и воздействующее на фиксирующий штифт в блокирующем контуре до уровня выше порогового значения. Кроме того, выполняют сброс таймера. Таким образом, фазовращатель могут удерживать в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом до тех пор, пока давление масла, создаваемое двигателем, не окажется достаточно высоким для поддержания достаточного давления в блокирующем контуре для разъединения фиксирующего штифта. Таким образом, предупреждают нежелательное задействование фиксирующего контура фазовращателя.
ФИГ. 7С иллюстрирует примерную регулировку положения фазовращателя с помощью регулировки золотникового клапана в ответ на давление масла, создаваемое двигателем. В частности, диаграмма 760 иллюстрируют давление масла создаваемое двигателем на графике 770, давление масла, создаваемое крутящим моментом кулачка в фазовращателе на графике 780 и коэффициент заполнения соленоида золотникового клапана на графике 790. Все графики иллюстрируют в зависимости от времени, по оси X. Перед моментом t1 гидравлическое давление, создаваемое крутящим моментом кулачка в фазирующем контуре фазовращателя и давление масла, создаваемое за счет частоты вращения двигателя в блокирующем и фиксирующем контуре фазовращателя могут превышать соответствующие пороговые значения. В течение этого времени изменение фаз фазовращателем могут регулировать путем перемещения фазовращателя под действием гидравлического давления, создаваемого крутящим моментом кулачка. Так, гидравлическое давление, создаваемое крутящим моментом кулачка, может быть отделено от гидравлического давления, создаваемого двигателем.
В момент t1 давление масла, создаваемое двигателем, может падать ниже порогового значения 772, при этом давление масла, создаваемое крутящим моментом кулачка в фазовращателе может оставаться на уровне выше порогового значения 782. В ответ на падение давления масла, создаваемого двигателем, контроллер двигателя может заблокировать положение фазовращателя, используя фиксирующий штифт. Путем задействования фиксирующего штифта фазирующего контура могут отключить, таким образом, предотвращая "конкуренцию" между фазирующим контуром и фиксирующим контуром. В частности, в момент t1. коэффициент заполнения золотникового клапана фазовращателя могут изменить с команды изменения фаз на команду удержания для того чтобы перевести золотниковый клапан в область фиксации. Путем перемещения золотникового клапана в область фиксации фазовращатель могут переместить в средне-замкнутое положение потоком гидравлической жидкости через линии фиксирующего контура, а не линии фазирующего контура. В этом примере импульсы крутящего момента кулачка могут оставаться без использования при переводе положения распределительного вала в средне-замкнутое положение. Дополнительно, перемещение золотникового клапана в область фиксации может дополнительно привести к снижению давления масла, создаваемого двигателем, в блокирующем контуре, позволяя задействовать фиксирующий штифт.
Между t1 и t2 давление масла, создаваемое двигателем, может оставаться ниже порогового значения, при этом давление масла, создаваемое двигателем, может оставаться выше порогового значения 782. Соответственно, в течение этого периода, фазовращатель могут удерживать в средне-замкнутом положении с задействованным фиксирующим штифтом. В момент t2 могут определять, что пороговая продолжительность истекла с момента задействования фиксирующего штифта в момент t1, без повышения давления моторного масла. Таким образом, в момент t2, для того чтобы содействовать увеличению давления моторного масла, могут увеличить холостые обороты (не показано) двигателя. Между t2 и t3, в связи с увеличением холостых оборотов двигателя, давление масла, создаваемое двигателем, повышается выше порогового значения 772 и удерживается выше порогового значения давления 772 к времени 13. В ответ на повышение давления масла, создаваемого двигателем, и удержание выше порогового значения давления 772 в момент 13, золотниковый клапан могут переместить из области фиксации, как показано в изменении коэффициента заполнения. Например, золотниковый клапан могут перевести из области фиксации в одну из следующих областей: нулевую, область опережения, область запаздывания. Путем перемещения золотникового клапана из области фиксации, давление масла, создаваемое двигателем, в блокирующем контуре фазовращателя могут увеличить, таким образом, разъединяя фиксирующий штифт и позволяя фазовращателю перемещаться.
Таким образом, если давление масла, создаваемое двигателем, и давление масла, создаваемое крутящим моментом распределительного вала, остаются выше соответствующих пороговых значений, удержание фазовращателя в средне-замкнутом положении может включать в себя сначала перемещение золотникового клапана в область опережения или в область запаздывания для того чтобы переместить фазовращатель в средне-замкнутом положение, используя импульсы крутящего момента распределительного вала.
ФИГ. 8 иллюстрирует способ 800 для надежного разъединения фиксирующего штифта фазовращателя перед началом управления по замкнутому контуру для перехода в требуемое разблокированное положение. Например, последовательность, показанную на ФИГ. 8, могут осуществлять в ответ на команду изменения фаз, которая требует разъединения фиксирующего штифта и его увода из паза, и перевода фазовращателя в конкретное разблокированное положение. Способ содержит, в ответ на команду для перемещения фазовращателя из положения блокировки с задействованным фиксирующим штифтом, перевод золотникового клапана из области фиксации за пределы нулевой области, и перевод золотникового клапана через нулевую область в мониторингом движения фазовращателя из заблокированного положения. Команда золотниковому клапану о медленном перемещении через нулевую область может снизить боковую нагрузку на фиксирующий штифт, которая, в противном случае, может возникнуть, если золотниковый клапан направляет команду фазовращателю о значительном изменении положения, когда фиксирующий штифт все еще задействован. Если фазовращатель приводят в действие крутящим моментом, когда фиксирующий штифт задействован, результирующий крутящий момент могут передать от фазовращателя на фиксирующий штифт, другими словами, возникнет боковая нагрузка. Боковая нагрузка может привести к существенным ошибкам в установке положения фазовращателя, ограничивая крутильные силы активации фазовращателя. Таким образом, медленный подъем через нулевую область может способствовать и сопровождать разъединение фиксирующего штифта, при этом также снижая механическую нагрузку на фиксирующий штифт. Это может увеличить срок службы механических компонентов фазовращателя.
Способ 800 могут исполнять только во время избранных условий, который позволяют фазовращателю оказаться в положении, отличном от положения блокировки с задействованным фиксирующим штифтом.
На этапе 802 могу определять, удерживают ли в настоящее время фазовращатель в положении с задействованным фиксирующим штифтом. Т.е. могут определять наличие жесткой блокировки фазовращателя. Если контроллер двигателя запросил перемещение фазовращателя из положения блокировки с задействованным фиксирующим штифтом в новое положение и удержания фазовращателя в новом положении, положение удержания могут назначить на этапе 804 в качестве целевого положения распределительного вала для этой последовательности изменения фаз. Следует понимать, что положение удержания может быть любым в пределах диапазона фазовращателя, включая положение опережения или запаздывания положения блокировки. В качестве примера положением удержания может быть положение запаздывания относительно нуля в случае, когда исполняют команду останова и ожидают холодный старт. В этом случае положение удержания, являющееся положением запаздывания, может обеспечить более высокую эффективность двигателя при холодном пуске, условие, при котором активное изменение фаз может оказаться недоступным. Если контроллер двигателя не запрашивает перемещение или удержание в конкретном положении, целевое положение фазовращателя могут определять на основе условий работы двигателя на этапе 806. Следует помнить о том, что целевым положением распределительного вала может быть любое положение в пределах диапазона фазовращателя, включая положение опережения или запаздывания положения блокировки. Например, если датчик окружающей температуры указывает на слишком низкую окружающую температуру (ниже нижнего порогового значения температуры), то возможна установка опережающего положения при останове для достижения подогрева за счет сжатия, чтобы способствовать испарению, при следующем пуске. В другом примере, если окружающие условия указывают на высокую температуру (выше верхнего порогового значения температуры), возможен переход распределительных валов в положение запаздывания при останове снижения вероятности детонации и достижения более плавного пуска при следующем пуске двигателя.
На этапе 808 целевое положение сравнивают с текущим положением фазовращателя, чтобы определить, требуется ли опережение или запаздывание. Если целевым положением фазовращателя является положение опережения, этапы 812-822 подпоследовательности 810 могут исполнять для отсоединения фиксирующего штифта от фазовращателя управляемым способом. Если целевым положением фазовращателя является положение запаздывания, этапы 832-842 подпоследовательности 830 могут исполнять для отсоединения фиксирующего штифта от фазовращателя управляемым способом. Следует понимать, что целевым положением при разблокировке также может быть положение блокировки. В таком случае режим может напрямую переводиться в нулевую область золотникового клапана, поскольку дополнительное изменение фаз может оказаться не нужным.
Вслед за подпоследовательностью 810, для перемещения в положение опережения, золотниковый клапан сначала могут перевести из области фиксации в положение запаздывания рядом с нулевой областью на этапе 812. Золотниковый клапан затем могут медленно поднимать вверх через нулевую область в направлении области опережения на этапе 814. Факторы, такие как частота вращения двигателя, температура моторного масла и т.д., могут влиять на скорость перемещения фазовращателя, и эти факторы учитывают в определении темпа изменения коэффициента заполнения золотникового клапана. Например, темп подъема могут снизить, если давление моторного масла и температура моторного масла повышается, и могут увеличить, если частота вращения двигателя и предыдущее время отклика разблокировки увеличивается. Когда золотниковый клапан поднимают через нулевую область в направлении области опережения, за состоянием фазовращателя могут непрерывно наблюдать для индикации движения фазовращателя. Подъем могут продолжать на этапе 820 до тех пор, пока заранее заданный порог времени не достигнут на этапе 816, или до тех пор, пока изменения положения фазовращателя не определят на этапе 818, движение фазовращателя, указывающее на то, что фиксирующий штифт разъединен. Когда обнаруживают движение фазовращателя, подъем прекращают, и управление коэффициентом заполнения по замкнутому контуру возобновляют на этапе 822 (ФИГ. 5), чтобы направить фазовращатель в направлении в соответствии с заданным положением опережения. В другом случае путем возобновления управления по замкнутому контуру положением фазовращателя после истечения порогового периода времени, максимальное время отклика для запроса на изменение фазы могут обеспечить несмотря на любые боковые нагрузки фиксирующего штифта при перемещении фазовращателя. Путем перемещения фазовращателя в область опережения путем постепенного подъема через нулевую область, фазовращатель могут перевести в положение опережения надежным способом.
Вслед за подпоследовательностью 830, для перемещения в положение запаздывания, золотниковый клапан сначала могут перевести из области фиксации в положение опережения рядом с нулевой областью на этапе 832. Золотниковый клапан затем могут медленно опускают вниз через нулевую область в направлении области запаздывания на этапе 834. Факторы, такие как частота вращения двигателя, температура моторного масла и т.д., могут влиять на скорость перемещения фазовращателя, и эти факторы учитывают в определении темпа изменения коэффициента заполнения золотникового клапана. Например, темп подъема могут снизить, если давление моторного масла и температура моторного масла повышается, и могут увеличить, если частота вращения двигателя и предыдущее время отклика разблокировки увеличивается. Когда золотниковый клапан проходит через нулевую область в направлении области запаздывания, за состоянием фазовращателя могут непрерывно наблюдать для индикации движения фазовращателя. Подъем могут продолжать на этапе 840 до тех пор, пока заранее заданный порог времени не достигнут на этапе 836, или до тех пор, пока изменения положения фазовращателя не определят на этапе 838, движение фазовращателя, указывающее на то, что фиксирующий штифт разъединен. Когда обнаруживают движение фазовращателя, плавное перемещение прекращают, и управление по замкнутому контуру возобновляют на этапе 832 (ФИГ. 5), чтобы направить фазовращатель в направлении в соответствии с заданным положением запаздывания. В другом случае путем возобновления управления по замкнутому контуру положением фазовращателя после истечения порогового периода времени, максимальное время отклика для запроса на изменение фазы могут обеспечить несмотря на возможные боковые нагрузки фиксирующего штифта при перемещении фазовращателя. Путем перемещения фазовращателя в область запаздывания путем постепенного подъема через нулевую область, фазовращатель могут перевести в положение запаздывания надежным способом.
В дополнение к способствованию извлечению фиксирующего штифта, последовательность 800 также может обеспечивать, чтобы первоначальное движение фазовращателя было направлено в задаваемое положение, путем остановки изменения фаз золотниковым клапанам в заданном направлении по завершении подъема. Таким образом, последовательно 800 может ускорить процесс разблокировки фазовращателя и процесс перемещения фазовращателя в заданное положение.
ФИГ. 8В иллюстрирует исполнение подпоследовательности 810 и 830 через соответствующие графики 850 и 860. Оба графика иллюстрируют изменения в коэффициентах заполнениях золотникового клапана на этапе 852 и 862 соответственно, в зависимости от времени.
График 850 иллюстрирует коэффициент заполнения 852, связанный с разблокировкой фазовращателя и его позиционирования в положение опережения относительно средне-замкнутого положения, как указано в подпоследовательности 810. Перед t1 коэффициент заполнения регулируют для направления золотникового клапана в область фиксации для того чтоб сохранить фиксирующий штифт 325 в пазе 327. В момент t1, в ответ на команду опережения коэффициент заполнения переключают так, что выдают команду золотниковому клапану о переходе в режим медленного запаздывания, как указано на этапе 812. В частности, золотниковый клапан переводят в положение, находящееся за пределами нулевой области, на стороне запаздывания нулевой области. Коэффициент заполнения затем медленно увеличивают между t1 и t2, через нулевую область в направлении области опережения, при этом осуществляя мониторинг за движением фазовращателя. В момент t2 могут наблюдать внезапное перемещение фазовращателя в направлении опережения, указывающее на разъединение фиксирующего штифта. Таким образом, от t2 и далее, режим может возобновить управление по замкнутому контуру для того чтобы направить фазовращатель в желаемое положение опережения в соответствии с 822.
График 860 иллюстрирует коэффициент заполнения 862, связанный с разблокировкой фазовращателя и его позиционирования в положение запаздывания относительно средне-замкнутого положения, как указано в подпоследовательности 830. Перед временем t11 режим может дать команду для направления золотникового клапана в область фиксации для того чтоб сохранить фиксирующий штифт 325 в пазе 327. В момент t11, в ответ на команду запаздывания коэффициент заполнения переключают так, что выдают команду золотниковому клапану о переходе в режим медленного опережения, как указано на этапе 832. В частности, золотниковый клапан переводят в положение, находящееся за пределами нулевой области, на стороне опережения нулевой области. Коэффициент заполнения затем медленно увеличивают между t11 и t12, через нулевую область в направлении области запаздывания, при этом осуществляя мониторинг за движением фазовращателя. В момент t12 могут наблюдать внезапное перемещение фазовращателя в направлении запаздывания, указывающее на разъединение фиксирующего штифта. Таким образом, от t12 и далее, коэффициент заполнения может возобновить управление по замкнутому контуру для того чтобы направить фазовращатель в желаемое положение запаздывания в соответствии с 832.
Например, способ 800 могут исполнять с системой двигателя, содержащей: цилиндр двигателя, содержащий клапана; кулачки, соединенные с распределительным валом для приведения в действие клапанов; фазовращатель изменения фаз кулачкового распределения для регулировки газораспределения, причем фазовращатель приводят в действие, используя крутящий момент кулачков, и золотниковый клапан с электромагнитным приводом для регулировки положения фазовращателя. Система двигателя может дополнительно содержать контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в энергонезависимой памяти, для: получения команды о перемещении фазовращателя из заблокированного положения в желаемое незаблокированное положение, и, в ответ на команду, регулировку коэффициента заполнения, задаваемого для соленоида, для перемещения золотникового клапана из области фиксации в положение, находящееся сразу за пределами нулевой области, положение выбирают на основе заданного направления перемещения фазовращателя. Контроллер затем может перемещать золотниковый клапан через нулевую область, при этом отслеживая движение фазовращателя из заблокированного положения, направление перемещения также может основываться на заданном направлении перемещения фазовращателя. Например, когда заданное направление перемещение фазовращателя - это положение запаздывания, коэффициент заполнения, применяемый к соленоиду, регулируют, чтобы перевести золотниковый клапан из области фиксации в положение в пределах области опережения сразу за пределам нулевой области. Для сравнения, когда заданное направление перемещение фазовращателя - это положение опережения, коэффициент заполнения, применяемый к соленоиду, регулируют, чтобы перевести золотниковый клапан из области фиксации в положение в пределах области запаздывания сразу за пределам нулевой области. Дополнительно, направление перемещения также может основываться на заданном направлении перемещения фазовращателя. В частности, когда заданное направление перемещения фазовращателя - это положение запаздывания, золотниковый клапан могут перемещать в направлении области запаздывания, при этом, когда заданное направление перемещения фазовращателя - направление опережения, золотниковый клапан могут перемещать в направлении области опережения. Система двигателя может дополнительно включать в себя датчик частоты вращения двигателя, а контроллер может дополнительно включать в себя инструкции для расчета частоты вращения двигателя на основе выходных данных датчика частоты вращения двигателя и увеличения темпа перемещения золотникового клапана через нулевую область по мере увеличения частоты вращения двигателя. Контроллер двигателя дополнительно может включать в себя инструкции для: в ответ на перемещение фазовращателя из заблокированного положения, перемещение золотникового клапана в направлении области запаздывания на основе текущего положения фазовращателя, являющегося опережающим относительно желаемого разблокированного положения, и перемещения золотникового клапана в направлении области опережения на основе текущего положения фазовращателя, являющегося положением запаздывания относительно желаемого разблокированного положения. Таким образом, фазовращатель могут перемещать из положения блокировки с задействованным фиксирующим штифтом в разблокированное положение способом, который может уменьшить боковую нагрузку на фиксирующий штифт.
ФИГ. 9 иллюстрирует способ 900 для выбора одной из подпоследовательностей 910 и 920 для перемещения фазовращателя в положение блокировки и задействования фиксирующего штифта в ответ на команду блокировки. Способ 900 могут исполнять во время условий, когда управление по замкнутому контуру фазовращателем отключено и когда задействование фиксирующего штифта желательно для предотвращения нежелательного перемещения фазовращателя. В других случаях способ 900 могут исполнять в ответ на условие останова, когда желаемое положение останова может включать в себя положение блокировки с задействованным фиксирующим штифтом. Подпоследовательность 910 может перемещать фазовращатель в положение блокировки и удерживать фазовращатель в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта, и затем перемещать золотниковый клапан через область запаздывания в область фиксации между крутильными импульсами распределительного вала. Для сравнения, подпоследовательность 920 может перемещать фазовращатель в опережающее положение относительно положения блокировки и удерживать фазовращатель в этом положении опережения без задействования фиксирующего штифта, и затем перемещать золотниковый клапан через область запаздывания в область фиксации во время крутильных импульсов распределительного вала. Окончательное положение опережения, в котором распределительный вал удерживают в подпоследовательности 920 может основываться на первоначальном положении распределительного вала и расчетных амплитудах крутящего момента распределительного вала, степени опережения, увеличивающейся вместе с увеличивающейся амплитуды.
Таким образом, если золотниковый клапан получает команду о перемещении из нормальной командной области в область фиксации, например, для того чтобы переместить фазовращатель в средне-замкнутое положение с задействованным фиксирующим штифтом, золотниковый клапан должен физически переместиться через область, которая дает команду максимальной скорости запаздывания. Если возникает запаздывание кручения кулачка во время, когда золотниковый клапан в переходном режиме пересекает область запаздывания, фазовращатель может быстро сместиться на несколько градусов в направлении запаздывания прямо перед тем, как золотниковый клапан достигнет области фиксации. Таким образом, очень вероятно, что фазовращатель, расположенный за нулевой точкой изменения фаз в месте задействования штифта, в ожидании задействования фиксирующего штифта, в действительности переместится в сторону в направлении запаздывания перед тем как гидравлический фиксирующий контур переместит его обратно в точку для задействования фиксирующего штифта.
В другом примере, когда область фиксации находится рядом с областью опережения, для того чтобы переместить фазовращатель в средне-замкнутое положение с задействованным фиксирующим штифтом, золотниковый клапан должен физически переместиться через область, которая дает команду максимальной скорости опережения. Если возникает опережение кручения кулачка во время, когда золотниковый клапан в переходном режиме пересекает область опережения, фазовращатель может быстро сместиться на несколько градусов в направлении отставания прямо перед тем, как золотниковый клапан достигнет области фиксации. Таким образом, очень вероятно, что фазовращатель, расположенный за нулевой точкой изменения фаз в месте задействования штифта, в ожидании задействования фиксирующего штифта, в действительности переместится в сторону в направлении опережения перед тем как гидравлический фиксирующий контур переместит его обратно в точку для задействования фиксирующего штифта.
Подпоследовательность 910 могут выбирать при первом наборе рабочих условий, например, при более низкой частоте вращения двигателя. Для сравнения, подпоследовательность 920 могут исполнять при втором, отличном наборе рабочих условий, например, при более высокой частоте вращения двигателя. Дополнительно, контроллер двигателя может переходить между подпоследовательностями 910, 920 в ответ на изменения частоты вращения двигателя. Например, контроллер может переходить из подпоследовательности 910 к подпоследовательности 920 в ответ на увеличение частоты вращения двигателя. В другом примере, контроллер может переходить из подпоследовательности 920 к подпоследовательности 910 в ответ на уменьшение частоты вращения двигателя.
Способ 900 включает в себя, в момент 904, расчет частоты вращения двигателя. Например, расчет частоты вращения двигателя может основываться на показаниях датчика частоты вращения двигателя. В момент 906 частота вращения двигателя могут сравнивать с пороговым значением для определения того, является ли частота вращения двигателя более высокой или более низкой. На основе частоты вращения двигателя могут сделать выбор, переместить ли фазовращатель в положение блокировки и задействовать фиксирующий штифт в соответствии с подпоследовательностью 910 или подпоследовательностью 920. Последовательность 900 разделяют на исполнение подпоследовательностей 910 и 920 на основе частоты вращения двигателя, при этом последовательность 920 могут исполнять при любой частоте вращения двигателя. В другом примере выбор могут сделать между подпоследовательностью 910 и 920 на основе других критериях, таких как нагрузка на двигатель. В другом примере 910 или 920 может быть способом по умолчанию, и другой способ могут исполнять только при определенных условиях, таких как превышение или снижение частоты вращения или нагрузки свыше/ниже порогового значения соответственно.
В частности, если определяют, что частота вращения двигателя ниже порогового значения, возможно исполнение подпоследовательности 910. Низкая частота вращения двигателя связана с крутящими импульсами, сильными относительно импульсов при высокой частоте вращения. Кроме того, импульсы могут в большей степени разносить во времени. В связи с тем, что подпоследовательность 910 основывают на фазах перемещения золотникового клапана, чтобы избежать нежелательных импульсов замедления, этот способ может оказаться более подходящим для режима с низкими оборотами двигателя. Дополнительно, сильные крутильные импульсы в режиме низких оборотов могут затруднить соответствующее предварительное позиционирование фазовращателя, поскольку может возникнуть большее отклонение между величинами крутильных импульсов в этом режиме. Таким образом, исполнение способа 920 может оказаться более сложным при низкой частоте вращения двигателя.
Если определяют, что частота вращения распределительного вала выше порогового значения, возможно исполнение последовательности 920. В связи с тем, что подпоследовательность 920 основывается на фазах перемещения золотникового клапана во время крутильных импульсов, может оказаться полезным использование в режиме с высокими оборотами двигателя, в котором существует больше возможностей сдвига в связи частыми импульсами. Дополнительно, слабые крутильные импульсы за пределами режима низких оборотов могут осуществлять более легкое предварительное позиционирование фазовращателя благодаря меньшему отклонению между величинами крутильных импульсов в этой области.
Что касается подпоследовательности 910, описывают способ, в котором, в ответ на желательное изменение фаз в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом, могут перемещать золотниковый клапан для перемещения фазовращателя в положение блокировки, удерживать фазовращатель в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта, и затем перемещать золотниковый клапан в область фиксации из положения, отличного от области фиксации, между крутильными импульсами распределительного вала.
В момент 912 подпоследовательность 910 включает в себя, перед перемещением золотникового клапана в область фиксации для фиксирования фазовращателя, перемещение золотникового клапана для перемещения фазовращателя в положение блокировки. Это может включать в себя перемещение золотникового клапана в область запаздывания, когда фазовращатель расположен в положении опережения относительно положения блокировки, или перемещение золотникового клапана в область опережения, когда фазовращатель расположен в положении запаздывания относительно положения блокировки.
Контроллер может управлять движением золотникового клапана так, что золотниковый клапан перемещается в область фиксации из положения, отличного от области фиксации, между крутильными импульсами распределительного вала. Положением, отличным от области фиксации, может быть нулевая область, область опережения или область запаздывания золотникового клапана. В соответствии с 912, перед перемещением в область фиксации, золотниковый клапан может переместить фазовращатель в положение блокировки без задействования фиксирующего штифта, используя кручение кулачка. Например, фазовращатель может находиться в положении запаздывания относительно положения блокировки, в таком случае золотниковый клапан могут перемещать в область опережения до тех пор, пока фазовращатель не окажется в положении блокировки. В другом примере фазовращатель может находиться в положении опережения относительно положения блокировки, в таком случае золотниковый клапан могут перемещать в область запаздывания до тех пор, пока фазовращатель не окажется в положении блокировки. Затем фазовращатель могут удерживать в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта путем перемещения золотникового клапана в нулевую область. Перемещение золотникового клапана в нулевую область может произойти перед крутильным импульсом, таким образом, предотвращая дальнейшее движение фазовращателя. Золотниковый клапан могут удерживать в нулевой области до 918.
В момент 914 контроллер может получить входные данные, относящиеся к положению коленчатого вала и распределительного вала. На этапе 916 контроллер может вычислить фазы и амплитуду событий кручения запаздывания на основе положения коленчатого вала относительно положения коленчатого вала. Например, на данном двигателе, данный распределительный вал может иметь фиксированное количество рабочих выступов кулачков, как показано на ФИГ. 10В. По мере вращения распределительного вала рабочие выступы кулачков подчиняются крутильным усилиям, возникающим из смещения клапанной пружины, через шток клапана, или через другие соединяющие элементы, соединенные со штоком клапана, как показано на ФИГ. 10А. Эти усилия могут возникать с известной периодичностью для данного двигателя, определяемые угловым положением рабочих кулачков распределительного вала. Для данного двигателя и для данного распределительного вала угловое положение рабочих кулачков распределительного вала может быть в какой-то степени известным, на фиксированном смещении от зубцов считывания фазовращателя ИФКР. Угловое положение зубцов считывания могут определять с помощью датчика положения кулачков распределительного вала. Угловое положение возникновения крутильных усилий могут определять, считывая угловое положение зубцов считывания фазовращателя ИФКР и используя известное фиксированное смещение между зубцами считывания и рабочими выступами распределительного вала. На основе времени между импульсами и задержками, связанными с передачей сигнала соленоида и времени движения золотникового клапана, шаг от области управления по замкнутому контуру коэффициентом заполнения к области фиксации коэффициента заполнения могут выполнять в момент 918 так, что золотниковый клапан проходит через область запаздывания во время периода времени между отстающими крутильными импульсами. Золотниковый клапан может находиться в нулевой области, области опережения или области запаздывания перед перемещением в область фиксации. Например, золотниковый клапан могут удерживать в нулевой области в течение одного импульса и перемещать через область опережения в область фиксации после истечения первого импульса и перед началом второго крутильного импульса. После достижения золотниковым клапаном области фиксации, задействование фиксирующего штифта может стать возможным, и фазовращатель могут удерживать в положении блокировки, используя фиксирующий штифт.
Продолжая по способу 920, в ответ на желательное изменение фаз кулачка в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом, в соответствии со способом могут перемещать золотниковый клапан для перемещения фазовращателя в положение опережения относительно положения блокировки, удерживать фазовращатель в положении опережения относительно положения блокировки, и затем перемещать золотниковый клапан в область фиксации при возникновении крутильного импульса. Например, возможно запаздывание крутильных импульсов распределительного вала, и связанный крутящий момент может приводить в действие фазовращатель от удерживаемого положения опережения до положения блокировки. В момент 922 фазовращатель могут перемещать в положение опережения относительно положения блокировки, без задействования фиксирующего штифта, перемещая золотниковый клапан в соответствующую область. Положение опережения, в которое перемещают фазовращатель, может зависеть от текущего положения фазовращателя, расчетной амплитуды крутящего момента, частоты вращения двигателя и температуры масла. Например, если текущее положение фазовращателя - это положение запаздывания относительно положения блокировки, фазовращатель могут перемещать в первое положение опережения относительно положения блокировки, и если положение фазовращателя - это положение опережения относительно положения блокировки, фазовращатель могут перемещать из текущего положения опережения во второе положение опережения. Второе положение опережения может быть положением большего опережения или положением меньшего опережения относительно текущего положения опережения, и положением большего опережения или меньшего опережения относительно первого опережающего положения. Золотниковый клапан могут перемещать в область опережения, когда текущее изменение фаз кулачкового распределения - отстающее положение относительно первого или второго положения опережения, и могут перемещать в область запаздывания, когда текущее изменение фаз кулачкового распределения -положение опережения относительно второго положения опережения. Фазовращатель могут удерживать в первом или втором положении, являющимся положением опережения относительно положения блокировки, с незадействованным фиксирующим штифтом, путем перемещения золотникового клапана в нулевую область. Золотниковый клапан могут удерживать в нулевой области перед отстающим крутильным импульсом, и могут перемещать через область запаздывания в область фиксации во время отстающего крутильного импульса. После достижения золотниковым клапаном области фиксации, задействование фиксирующего штифта может стать возможным, и фазовращатель могут удерживать в положении блокировки, используя фиксирующий штифт. Таким образом, нежелательное чрезмерное запаздывание могут устранить, когда фазовращатель фиксируют путем предварительного позиционирования фазовращателя в положение опережения.
ФИГ. 10А-В иллюстрирует эффект кручения кулачка. В частности, ФИГ. 10А иллюстрирует однокулачковый распределительный вал 1002 в двух различных состояниях. Слева, в 1030, кулачок 1002 показан под воздействием отстающего кручения 1004 кулачка, справа, в 1050, кулачок показан под воздействием опережающего кручения 1006. В 1030, когда вращательное движение 1010 в направлении по часовой стрелке распределительного вала 1002 толкает клапан 1008 вверх, отстающее кручение 1004 распределительного вала передают на распределительный вал путем сопротивляющегося усилия пружины 1010. Аналогичным образом в 1050 после того как угловое положение распределительного вала 1002 проходит максимальную точку сжатия пружины, пружина 1010 воздействует на опережающее кручение 1006 распределительного вала, когда пружина разжимается, а клапан 1008 перемещается вниз.
ФИГ. 10В иллюстрирует распределительный вал с тремя кулачками, 1014а-с, и тремя областями 1016а-с замедления. Области 1016а-с замедления отражают положения в угловом пространстве, где распределительный вал испытывает отстающее кручение от толкания клапана вверх через 720-градусный цикл вращения коленчатого вала (не показан). В результате отслеживания углового положения коленчатого вала и синхронизации областей отстающего кручения к областям в период вращения 1018 коленчатого фаза, система изменения фаз может прогнозировать, в каких временных точках буду пересекать эти области отстающего кручения кулачка. Эту информацию затем могут использовать для того чтобы точно синхронизировать движение золотникового клапана через область запаздывания, чтобы перемещение золотникового клапана происходило, когда распределительный вал не находится в области отстающего кручения кулачка.
ФИГ. 11 иллюстрирует пример возможного использования перемещения золотникового клапана в область фиксации между отстающими крутильными импульсами. В частности, ФИГ. 11 включает в себя три схемы 1110, 1120 и 1130, которые соответственно иллюстрируют положение фазовращателя, положение золотникового клапана и коэффициент заполнения соленоида в зависимости от времени. Кривые 1112, 1122 и 1132 иллюстрируют команду коэффициента заполнения для перехода в область фиксации с временной привязкой, соответствующей перемещению золотникового клапана 311 через область запаздывания между двумя отстающими крутильными импульсами 1102 и 1104. Кривые 1114, 1124 и 1134 иллюстрируют команду коэффициента заполнения для перехода в область фиксации с временной привязкой, соответствующей ситуации, когда отстающий крутильный импульс возникает, когда золотниковый клапан 311 переходит через область запаздывания в направлении области фиксации. Крутильные импульсы обозначены черными кругами, 1102 и 1104, и возникают в различные моменты времени. Следует понимать, что крутильные импульсы могут приводить в действие фазовращатель в направлении опережения или запаздывания, как отмечено положением импульса относительно "нуля" на независимой оси каждой схемы. Также следует понимать, что каждый крутильный импульс имеет связанную амплитуду и продолжительность. В настоящем примере каждый крутильный импульс обладает одной и той же амплитудой и продолжительностью для упрощения.
В примере на схеме 1100 положением 1112 фазовращателя может быть положение опережения относительно средне-замкнутого положения, когда запрос на перемещение в средне-замкнутое положение с задействованием фиксирующего штифта получен перед t1. Соответственно, между t1 и t2 фазовращатель могут перевести из положения опережения относительно положения блокировки в положение блокировки, и затем удерживать в положении блокировки с задействованным штифтом путем перемещения золотникового клапана через область запаздывания в область фиксации между крутильными импульсами распределительного вала. Следует понимать, что положение 1112 фазовращателя может быть любым положением в пределах его диапазона, когда получен запрос на перемещение в средне-замкнутое положение с задействованием фиксирующего штифта. В другом примере положением фазовращателя первоначально может быть положение в отставании по фазе. В таком примере фазовращатель могут перевести из положения запаздывания относительно положения блокировки в положении блокировки путем перемещения золотникового клапана в область опережения, и удерживания фазовращателя в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом путем перемещения золотникового клапана через область запаздывания в область фиксации между крутильными импульсами распределительного вала. В другом представлении положением фазовращателя первоначально может быть положение в средне-замкнутом положении без задействования фиксирующего штифта. В таком представлении, фазовращатель могут удерживать в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта, и затем фиксирующий штифт могут задействовать путем перемещения золотникового клапана через область запаздывания в область фиксации между крутильными импульсами распределительного вала.
В каждом случае фазовращатель могут перемещать в направлении положения блокировки без задействования фиксирующего штифта путем перемещения золотникового клапана соответствующим образом. В настоящем примере после t2, положение фазовращателя удерживают в его первоначальном положении вследствие положения золотникового клапана в нулевой области. При запросе о перемещении в положение блокировки с задействованием фиксирующего штифта, фазовращатель могут сначала направить в направлении положения блокировки без задействования фиксирующего штифта. В настоящем примере в соответствии с коэффициентом заполнения направляют золотниковый клапан в область запаздывания, и при отстающих крутильных импульсах положение фазовращателя могут переместить из его первоначального опережающего положения в средне-замкнутое положение. В настоящем примере отстающий крутильный импульс переместил фазовращатель в положение запаздывания относительно средне-замкнутого положения, и золотниковый клапан переместили в область опережения для того чтобы дальше направить фазовращатель в средне-замкнутое положение. В другом примере золотниковый клапан могут удерживать в положении запаздывания до тех пор, пока фазовращатель не достигнет положения блокировки через отстающие крутильные импульсы, фазовращатель достигает положения блокировки из положения опережения без прохода положения блокировки. После того как фазовращатель достиг средне-замкнутого положения в пределах конкретных допусков, золотниковый клапан могут перевести в нулевую область перед другим крутильным импульсом, чтобы избежать дальнейшего перемещения фазовращателя.
В соответствии с кривыми 1112, 1122 и 1132 в момент t4, коэффициент заполнения 1132 переводят в область фиксации после возникновения отстающего крутильного импульса 1102, но до отстающего крутильного импульса 1104. Соответственно, положение 1122 золотникового клапана удерживают в нулевом положении во время импульса 1102, и перемещают в область фиксации из нулевой области между отстающими крутильными импульсами 1102 и 1104. Таким образом, нежелательное перемещение положения 1112 фазовращателя в направлении запаздывания устраняют. После того как золотниковый клапан достиг области фиксации, фиксирующий контур могут задействовать для гидравлического перемещения положения фазовращателя в положение блокировки. Дополнительно, могут задействовать блокирующий контур, таким образом, позволяя задействовать фиксирующий штифт для блокировки фазовращателя в положении блокировки. В связи с тем, что избегают крутильных импульсов, положение фазовращателя может совпадать или находится в непосредственной близости к фиксирующему положению, когда золотниковый клапан достигает области фиксации, что может позволить задействовать фиксирующий штифт относительно быстро. Таким образом, количество времени, требуемое для перемещения фазовращателя в положение блокировки и задействования фиксирующего штифта может стать более предсказуемым из-за того, что избегают крутильных импульсов.
В соответствии с кривыми 1114, 1124 и 1134, если коэффициент заполнения 1134 переходит в область фиксации в момент t3, перед возникновением отстающего крутильного импульса 1102, положение 1122 золотникового клапана могут не удерживать в нулевом положении во время импульса 1102. Вместо этого золотниковый клапан могут перемещать в область фиксации из нулевой области во время (и в связи с) импульсом 1102. Следовательно, возникает нежелательное перемещение положения 1112 фазовращателя в направлении запаздывания. После того как золотниковый клапан достиг области фиксации, фиксирующий контур могут задействовать для гидравлического перемещения положения фазовращателя в положение блокировки. Дополнительно, могут задействовать блокирующий контур, таким образом, позволяя задействовать фиксирующий штифт для блокировки фазовращателя в положении блокировки. В связи с тем, что не избегают крутильных импульсов, количество времени, необходимое для перемещения фазовращателя в положение блокировки может оказаться большим, когда коэффициент заполнения скачкообразно изменяют в момент t3 в сравнении с t4 (см. колебания на кривой 1112), из-за большего первоначального смещения фазовращателя из средне-замкнутого положения.
Например, система двигателя может содержать цилиндр двигателя с клапанами и коленчатым валом. Система двигателя дополнительно может содержать кулачки, соединенные с распределительным валом для приведения в действие клапанов; фазовращатель для изменения фаз газораспределения, причем фазовращатель приводят в действие, используя крутящий момент кулачков, и золотниковый клапан для регулировки положения фазовращателя, и контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в энергонезависимой памяти. Контроллер может быть выполнен с кодом для расчета фаз отстающих крутильных импульсов распределительного вала на основе положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала, перемещая фазовращатель в направлении опережения в положение блокировки и удерживая фазовращатель в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта путем перемещения золотникового клапана между крутильными импульсами, при этом удерживая золотниковый клапан во время крутильных импульсов, и после перемещения фазовращателя в направлении опережения в положение блокировки, задействовать фиксирующий штифт. В частности, золотниковый клапан могут соединять с соленоидом, а перемещение золотникового клапана может включать в себя регулировку коэффициента заполнения, задаваемого для соленоида. Дополнительно, перемещение фазовращателя в направлении опережения в положение блокировки путем перемещения золотникового клапана может включать в себя сначала перемещение золотникового клапана в область опережения до тех пор, пока фазовращатель не переместиться в положение блокировки. Затем, когда фазовращатель находится в положении блокировки, контроллер может переместить золотниковый клапан в нулевую область перед первым крутильным импульсом, удерживать золотниковый клапан в нулевой области во время первого крутильного импульса, и затем переместить золотниковый клапан из нулевой области в область фиксации пере вторым крутильным импульсом, следующим после первого крутильного импульса. Контроллер может включать в себя дополнительные инструкции для разъединения фиксирующего штифта перед перемещением золотникового клапана из области фиксации в область опережения или область запаздывания, чтобы изменять фазы кулачкового распределения.
ФИГ. 12 иллюстрирует пример 1200 возможного использования перемещения золотникового клапана в область фиксации во время крутильных импульсов и используя крутильные импульсы. Схемы 1210 и 1220 соответственно иллюстрируют положение 1212 фазовращателя и положение 1222 золотникового клапана в зависимости от времени.
Первоначально, перед t1, положение фазовращателя может быть любым положением в пределах его диапазона без задействования фиксирующего штифта. Дополнительно, золотниковый клапан может находиться в любом положении в пределах области изменения фаз по замкнутому контуру. В настоящем примере фазовращатель первоначально находится в положении запаздывания, а золотниковый клапан функционирует в нулевой области. Положение фазовращателя затем переводят в заблокированное положение опережения фазы в момент t1, и золотниковый клапан перемещают соответственно. В частности, золотниковый клапан сначала перемещают в область опережения, и несколько опережающих крутильных импульсов (в данном случае - два) приводят в действие фазовращатель через средне-замкнутое положение в положение опережения. Между t1 и t2 золотниковый клапан затем перемещают в положение малого запаздывания, чтобы создать немного отстающее положение фазовращателя, и после одного отстающего крутильного импульса фазовращатель достигает желаемого положения опережения по фазе.
Для поддержания фазовращателя в этом положении золотниковый клапан перемещают в нулевую область в момент t2. Золотниковый клапан затем может получить команду о перемещении в направлении области фиксации для того чтобы задействовать фиксирующий контур в момент времени t3, движение золотникового клапана, перемещающее фазовращатель в средне-замкнутое положение и задействующее фиксирующий штифт. Во время движения золотникового клапана через область высокого запаздывания после t3, возникает отстающий крутильный импульс 1204 и приводит в действие фазовращатель, перемещая его в положение запаздывания рядом со средне-замкнутым положением. Следует понимать, что в других вариантах данной последовательности отстающие крутильные импульсы могут отсутствовать, при этом золотниковый клапан проходит через область запаздывания. В другом примере отстающие крутильные импульсы могут перемещать фазовращатель в положение опережения относительно средне-замкнутого положения. В другом примере отстающие крутильные импульсы могут перемещать фазовращатель в положение значительно после средне-замкнутого положения. В случае отстающих крутильных импульсов множество отстающих крутильных импульсов может возникать, когда золотниковый клапан находится в области высокого запаздывания. Золотниковый клапан входит в область фиксации в момент t4, после возникновения отстающего крутильного импульса 1204, в этой точке фиксирующий гидравлический контур берет на себя управление положением 1212 фазовращателя и направляет его в нейтральное или средне-замкнутое положение и задействует фиксирующий штифт.
Таким образом, отстающие крутильные импульсы могут использовать для перемещения фазовращателя с большей точностью в направлении к средне-замкнутому положению, чем из средне-замкнутого положения во время запроса о перемещении в средне-замкнутое положение и задействование фиксирующего штифта.
Для того чтобы избежать нежелательной работы в области фиксации, желательно определить верхнюю границу области фиксации, т.е. коэффициент заполнения соленоида, который выравнивает верхнюю границу области фиксации. В данном случае это называют «максимальный фиксирующий коэффициент заполнения». Этот коэффициент заполнения определяют медленным увеличением коэффициента заполнения, наблюдая за действительным положением распределительного вала. Коэффициент заполнения, в котором действительное положение распределительного вала сначала перемещается из средне-замкнутого положения, указывая на разблокировку штифта - это максимальный фиксирующий коэффициент заполнения.
ФИГ. 13 иллюстрирует последовательность 1300 для адаптивного изучения области значений коэффициента заполнения соленоида, которые дают направляют золотниковый клапан в область, где задействуется фиксирующий контур 333 и замкнутый фазирующий контур. Адаптированные границы этой области затем могут применять при последующей команде о перемещении золотникового клапана. Эту область могут называть "запретная зона" или "промежуточная область" между областью фиксации и областью запаздывания золотникового клапана. В другом примере, когда область фиксации находится рядом с областью опережения, запретной зоной может быть зона между областью фиксации и областью опережения золотникового клапана. Так, точное картирование этой области позволяет уменьшить хаотичные движения фазовращателя. В частности, если задействован как фазирующий контур, так и фиксирующий контур, они могут конкурировать между собой за управление положением фазовращателя, и в результате фазовращатель может перемещаться хаотично и непредсказуемо. Определение границ промежуточной области может основываться на перемещении фазовращателя от положения блокировки с задействованным фиксирующим штифтом, и это движение может возникать в результате изменения коэффициента заполнения соленоида.
На этапе 1302 последовательность включает в себя определение рабочих условий двигателя, чтобы подтвердить, что условия соответствуют для картирования «запретной» зоны. Например, когда двигатель функционирует в неустановившемся режиме, после перепрошивки модуля или после отключения аккумуляторной батареи, возможно, потребуется картирование «запретной» зоны, потому что границы области, возможно, еще не запомнены. В другом примере пороговое расстояние или продолжительность может истечь с момента последнего картирования, и картирование «запретной» зоны может оказаться полезным для уменьшения возможного смещения. В другом примере выключение подачи топлива при торможении может быть активным, и в двигателе может не происходить сгорание, и картирование «запретной» зоны могут активировать в связи с возможностью, что оптимальное планирование может не запросить заблокированную последовательность изменения фаз для оставшейся части цикла движения транспортного средства, если фазовращатель активировать во время условий, не идеально подходящих для изучения запретной зоны при последнем оставлении положения блокировки. В другом примере запрос на перемещение золотникового клапана в область опережения могут не ожидать в течение заранее заданного периода времени, и картирование «запретной» зоны может оказаться неподходящим. В другом примере запрос на удержание фазовращателя в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом на период дольше, чем возникновение второй пороговой продолжительности, в этом случае условия подходят для картирования «запретной» зоны. В другом примере нежелательную работу золотникового клапана в «запретной» зоне могут определить недавно, и может потребоваться картирование «запретной» зоны для того чтобы уменьшить нежелательные движения. Нежелательную работу золотникового клапана в «запретной» зоне могут определять на основе погрешности положения фазовращателя, если она превышает конкретное пороговое значение. Если выполняются условия картирования на этапе 1302, выполнение последовательности прекращают. Если выполняются условия картирования на этапе 1302, двигатель может перейти в особый режим изучения, чтобы картировать промежуточную область на основе движения фазовращателя из заблокированного положения относительно движения золотникового клапана через промежуточную область.
На этапе 1304 при инициировании режима изучения контроллер двигателя может проверить, изучено ли номинальное максимальное значение фиксирующего коэффициента заполнения во время текущего цикла движения автомобиля. Номинальным максимальным значением фиксирующего коэффициента заполнения может быть самый последний расчет наибольшего значения коэффициента заполнения, при котором задействуют фиксирующий контур. Наибольшее значение коэффициента заполнения, при котором задействуют фиксирующий контур, может напрямую соответствовать команде коэффициента заполнения в области фиксации, для которой степень изменения фаз через фиксирующий контур минимальна. Выше номинального максимального значения фиксирующего коэффициента заполнения могут задействовать только замкнутый фазирующий контур. Если это значение еще не изучено в ходе текущего цикла движения транспортного средства, на этапе 1330 возможно картирование по разомкнутому контуру, чтобы определить значение коэффициента заполнения, это значение могут сохранить в справочной таблице на этапе 1332 для дальнейшего использования. Следует понимать, что в варианте осуществления последовательности 1300 фиксированный номинальный максимальный фиксирующий коэффициент заполнения могут использовать во время адаптивного изучения границ «запретной» зоны, при этом в другом варианте осуществления последовательности 1300 предыдущий отрезок фиксированного номинального максимального фиксирующего коэффициента заполнения могут обновлять во время адаптивного изучения границ «запретной» зоны.
Если номинальный максимальный фиксирующий коэффициент заполнения изучен, на этапе 1306, коэффициент заполнения соленоида могут переключить в положение, точно находящееся в пределах области фиксации, например, на 0%. Значение, в которое переводят коэффициент заполнения, может основываться на текущей границе между промежуточной областью и областью запаздывания, которую могут определить на основе картирования 1330 по разомкнутому контуру. Значение коэффициента заполнения затем могут постепенно увеличивать от области фиксации, через промежуточную область, в направлении к области запаздывания с постоянным положительным интервалом на этапе 1308. Следует понимать, что в другом примере область фиксации может находиться рядом с областью опережения, а не областью запаздывания, и значение коэффициента заполнения могут постепенно увеличивать из области фиксации, через промежуточную область, в направлении к области запаздывания с постоянным положительным интервалом. Такое постепенное увеличение может продолжаться до тех пор, пока не определят перемещения фазовращателя от положения блокировки на этапе 1310. Перемещение фазовращателя от положения блокировки может указывать на то, что золотниковый клапан больше не функционирует в области фиксации, поскольку фазовращатель больше не удерживают в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом. Такое перемещение фазовращателя могут выполнять в направлении запаздывания, если область запаздывания соприкасается с областью опережения, или в направлении опережения, если область опережения соприкасается с областью фиксации.
Когда обнаруживают перемещение фазовращателя из заблокированного положения, постепенное увеличение коэффициента заполнения могут прекратить. Значение коэффициента заполнения, при котором движение опережения/запаздывания обнаружено впервые, могут сохранять в памяти контроллер на этапе 1312, а номинальное максимальное значение фиксирующего коэффициента заполнения могут получить из памяти на этапе 1314.
Новую границу между областью фиксации и промежуточной областью и новая граница между промежуточной областью и областью запаздывания могут определить методом изучения на основе движения фазовращателя, определенного на этапе 1310. Следует понимать, что в другом примере промежуточная область может находиться между областью фиксации и областью опережения. Текущие границы между областью фиксации и промежуточной областью и между промежуточной областью и областью запаздывания могут обновлять на основе этих новых границ. Например, текущие границы могут обновлять в зависимости от разницы между изученными новыми границами и соответствующими текущими границами, зависимость включает в себя сумматор и множитель. В частности, могут определить смещение на этапе 1316 на основе разницы между значением коэффициента заполнения, при котором впервые обнаружено отстающее движение, и номинальным максимальными значением фиксирующего коэффициента заполнения. Полученное номинальное значение коэффициента заполнения могут урезать на этапе 1318 на основе определенного смещения для того чтобы предложить верхнюю границу по значениям коэффициента заполнения, которое будут передавать для задействования фиксирующего контура. Эту верхнюю границу могут рассматривать как обновленную границу между областью фиксации и промежуточной областью, и она может соответствовать команде минимального изменения фаз в пределах области фиксации. Если перемещение фазовращателя на этапе 1310 возникает раньше, чем ожидалось, т.е. при более низком значении коэффициента заполнения, чем ожидалось, на основе текущей границы, обновленная граница может находиться при более низком значении, чем текущая граница. Если перемещение фазовращателя на этапе 1310 возникает позже, чем ожидалось, т.е. при более высоком значении коэффициента заполнения, чем ожидалось, на основе текущей границы, обновленная граница может находиться при более высоком значении, чем текущая граница.
На этапе 1320 сохраненное значение коэффициента заполнения, при котором впервые было обнаружено отстающее движение, могут применять в качестве нижней отметки значений коэффициента заполнения, которую могут передавать во время управления фазовращателем по замкнутому контура. Эту нижнюю отметку могут рассматривать в качестве обновленной границы между промежуточной областью и областью запаздывания, и она может соответствовать команде максимального темпа изменения фаз в пределах области запаздывания. Если перемещение фазовращателя на этапе 1310 возникает раньше, чем ожидалось, т.е. при более низком значении коэффициента заполнения, чем ожидалось, на основе текущей границы, обновленная граница может находиться при более низком значении, чем текущая граница. Если перемещение фазовращателя на этапе 1310 возникает позже, чем ожидалось, т.е. при более высоком значении коэффициента заполнения, чем ожидалось, на основе текущей границы, обновленная граница может находиться при более высоком значении, чем текущая граница. Справочную таблицу, которая помимо прочей информации может включать в себя значения коэффициента заполнения для различных скоростей замедления, могут обновлять с изученной верхней и нижней границей на этапе 1322, в какой точке завершен обучающий режим и прекращают исполнение способа 1300. Обновленную схему картирования затем могут применять во время последующих команд фазовращателя, например, команд для перемещения фазовращателя из заблокированного положения в положение запаздывания, из положения опережения в положение запаздывания, или для других перемещений, включающих в себя работу золотникового клапана в области фиксации или в области запаздывания.
ФИГ. 14 иллюстрирует наглядный пример областей коэффициента заполнения. Схема 1400 иллюстрирует изменение фаз, темп изменения положения фазовращателя со временем, в зависимости от значения коэффициента заполнения соленоида. Кривая 1402 иллюстрирует активность изменения фаз, относящуюся к гидравлической активности в фиксирующем контуре, при этом кривая 1404 иллюстрирует активность изменения фаз, относящуюся к гидравлической активности фазирующего контура. Гидравлическая активность в фиксирующем контуре может вызывать изменение фаз в направлении опережения или направлении запаздывания, в зависимости от первоначального положения фазовращателя. Например, если фиксирующий контур активирован, когда фазовращатель находится в положении опережения, фиксирующий контур может вызывать запаздывание, чтобы направить фазовращатель в направлении к положению положение блокировки. В другом примере, если фиксирующий контур активирован, когда фазовращатель находится в положении запаздывания, фиксирующий контур может вызывать опережение, чтобы направить фазовращатель в направлении к положению блокировки. Следует понимать, что значения коэффициента заполнения могут разделить на пять областей 1410, 1412, 1414, 1416, 1418, которые могут рассматривать как область фиксации, «запретную» зону или промежуточную область, область запаздывания, нулевую область и область опережения соответственно. Следует понимать, что в другом примере область опережения может находиться рядом с промежуточной областью или с нулевой областью, там, где показана область запаздывания, а область запаздывания может находиться рядом только с нулевой областью, где показана область опережения.
В соответствии с вышеуказанным, область фиксации 1410 могут рассматривать как область значений коэффициента заполнения, для которых присутствует только гидравлическая активность в фиксирующем контуре. «Запретную» зону 1412 могут рассматривать как область значений коэффициента заполнения, для которых гидравлическая активность присутствует как в фиксирующем контуре, так и в фазирующем контуре. Область 1414 запаздывания могут рассматривать как область значений коэффициента заполнения, для которых фазовращатель могут привести в действие в направлении запаздывания при отстающих крутильных импульсах. Нулевую область 1416 могут рассматривать как область значений коэффициента заполнения, для которой как линия запаздывания, так и линия опережения в фазирующем контуре заблокированы, предотвращая приведение в действие через крутильные импульсы. Область 1418 опережения могут рассматривать как область значений коэффициента заполнения, для которых фазовращатель могут привести в действие в направлении опережения при опережающих крутильных импульсах.
Следует понимать, что в пределах области фиксации амплитуду изменения фаз могут уменьшать с повышением значений коэффициента заполнения. Дополнительно следует отметить, что в пределах области запаздывания амплитуду изменения фаз могут увеличивать с уменьшением значений коэффициента заполнения. Номинальное максимальное значение фиксирующего коэффициента заполнения могут рассматривать как значение 1420 коэффициента заполнения, текущая граница между областью фиксации и промежуточной областью. Первое обнаружение запаздывания по фазе фазовращателя, как указано на этапе 1310, может быть при коэффициенте заполнения 1406. В настоящем варианте осуществления схемы 1400 обнаружение отстающего движения в 1406 могут рассматривать как более позднее, чем ожидали, на основе текущих границ 1420, 1430 промежуточной области. Соответственно, обе границы могут обновлять до более высоких значений 1422, 1432 соответственно. В другом примере схемы 1400 обнаружение отстающего движения в 1406 могут рассматривать как более раннее, чем ожидали, на основе текущих границ 1420, 1430 промежуточной области. Соответственно, обновленные границы 1422, 1432 могут быть ниже текущих границ. Таким образом, минимальная команда фиксации, применяемая к золотниковому клапану, т.е. значение коэффициента заполнения, связанное с минимальным темпом изменения фаз через фиксирующий контур, могут ограничивать на основе обновленной границы 1422 между областью фиксации и промежуточной областью. Дополнительно, максимальная команда запаздывания, применяемая к золотниковому клапану, т.е. значение коэффициента заполнения, связанное с максимальным темпом изменения фаз для запаздывания, могут ограничивать на основе обновленной границы 1432 между промежуточной областью и областью запаздывания. Обновленные границы затем могут применять для последующих команд изменения фаз. Например, если обновленная граница между промежуточной областью и областью запаздывания ниже предыдущей границы, последующие команды для отстающих скоростей изменения фаз могут связывать с более низкими значениями коэффициента заполнения. В другом примере, если обновленная граница между промежуточной областью и областью запаздывания выше предыдущей границы, последующие команды для отстающих скоростей изменения фаз могут связывать с более высокими значениями коэффициента заполнения.
Способ 1400 могут осуществлять, используя систему двигателя, содержащую цилиндр двигателя, содержащий клапаны, кулачки, соединенные с распределительным валом для приведения в действие клапанов, фазовращатель изменения фаз кулачкового распределения для регулировки фаз газораспределения, при этом фазовращатель приводят в действие крутящим моментом от кулачков, электромагнитный золотниковый клапан для регулировки положения фазовращателя и контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в энергонезависимой памяти, для получения команды для перемещения фазовращателя из заблокированного положения в нужное разблокированное положение, и расчет погрешности между действительным разблокированным положением фазовращателя относительно желаемого разблокированного положения. В ответ на погрешность, превышающую пороговое значение, контроллер может работать в режиме изучения с командой перевода фазовращателя в заблокированное положение для обновления карты промежуточной области между областью фиксации и область запаздывания золотникового клапана на основе движения из заблокированного положения относительно движения золотникового клапана через промежуточную область. В другом примере, когда область фиксации находится рядом с областью опережения, промежуточной областью может быть область между областью фиксации и областью опережения золотникового клапана. Команды, полученные для перемещения фазовращателя из заблокированного положения в желательное разблокированное положение, могут быть команды в пределах области фиксации или области запаздывания хода золотникового клапана. Контроллер двигателя может включать в себя дополнительные инструкции, после обновления карты, для регулировки команды, применяемой для перемещения фазовращателя из заблокированного положения в нужное положение. Например, обновляют команду для перевода в то же самое незаблокированное положение. Таким образом, команды коэффициента заполнения, которые задействуют оба контура, фиксирующий и гидравлический, исключают.
ФИГ. 15 иллюстрирует способ 1500 для индикации деградации фазовращателя на основе колебаний крутящего момента кулачка, когда он превышает пороговое значение, колебания крутящего момента кулачка, изученные, когда золотниковый клапан находился за пределами «запретной» зоны. В ответ на эту индикацию золотниковый клапан могут переместить в область фиксации для перемещения фазовращателя в положение блокировки и удерживать фазовращатель в положении блокировки с задействованным фиксирующим штифтом. Колебания крутящего момента кулачка могут быть выше, чем пороговое значение, в связи с одновременной гидравлической активностью в фиксирующем контуре и в фазирующем контуре. Одновременная активность может возникнуть в связи с нежелательными командами золотникового клапана в пределах «запретной» зоны или в связи с повреждением механического оборудования в фиксирующем контуре, например, из-за утечки масла. Например, утечка масла может возникать из-за деградации регулирующего клапана, деградации золотникового клапана или фиксирующего клапана, в дополнение к деградации зазора ротора. Деградация золотникового клапана, регулирующего клапана или фиксирующего клапана может включать в себя деградация уплотнений клапанов. Способ основан на измерении амплитуды крутильных импульсов, которые повышаются, когда одновременно задействуют фиксирующий контур и замкнутый фазирующий контур, в сравнении с задействованием только одного замкнутого фазирующего контура.
На этапе 1502 оценивают условия работы двигателя, и определяют, устойчивы ли желаемое и действительное положения фазовращателя в течение устойчивой частоты вращения двигателя. Адаптивное изучение схем кручения распределительного вала могут использовать только когда условия фазовращателя и условия частоты вращения двигателя устойчивы. Например, определяют, что частота вращения двигателя устойчива, если изменение частоты вращения двигателя меньше порогового значения. Определяют, что положение фазовращателя устойчиво, если изменение положения фазовращателя меньше порогового значения.
При подтверждении устойчивых условий, могут подтвердить, что коэффициент заполнения соленоида в настоящее время не в «запретной» зоне. После того как убедились, что коэффициент заполнения соленоида не направляет золотниковый клапан в пределах «запретной» зоны на этапе 1504, контроллер может измерить амплитуду или интенсивность крутильных импульсов распределительного вала на этапе 1508. Если золотниковый клапан находится не в пределах «запретной» зоны, он может находиться в области запаздывания, нулевой области или в области опережения. Рассчитывают средний крутящий момент каждого зубца колеса через несколько оборотов распределительного вала, и метрику могут вычислять для амплитуды между пиками каждой частотной амплитуды кручения кулачка крутящего момента каждого зубца. Частота кручения пропорциональна частоте вращения двигателя. Амплитуда кручения зависит от частоты вращения двигателя, при этом амплитуда уменьшается при уменьшении частоты вращения двигателя. Эти данные могут сравнивать на этапе 1508 с номинальным кручением по каждому зубцу в зависимости от частоты вращения двигателя, получаемой из справочной таблицы. Номинальные значения кручения могут обновлять в зависимости от разницы между изученными новыми границами и соответствующими текущими границами, зависимость включает в себя сумматор и множитель. В настоящем примере обновление может включать в себя определение смещения на этапе 1510 на основе разницы между измеренным крутящим моментом и номинальным крутящим моментом. На этапе 1512 это смещение могут применять к номинальным условиям с хранить в качестве базовой амплитуды для конкретной частоты вращения двигателя. Условие базовой амплитуды могут рассматривать как обновленное номинальное условие, и его могут использовать в качестве основы для пороговой амплитуды крутящего момента в дальнейшем. Этим отмечают завершение адаптивного изучения или картирования части алгоритма 1500.
На этапе 1514 могут измерять текущий мгновенный крутящий момент между пиками. Эти измерения могут возникать во время рабочих условий двигателя, включая работу золотникового клапана в запретной зоне. Амплитуду этих крутильных импульсов могут сравнивать с базовой амплитудой, умноженной на коэффициент допуска, на этапе 1516. В другом примере среднюю крутильную амплитуду между пиками в зависимости от положения распределительного вала и частоты вращения двигателя могут вычислять из текущих мгновенных измерений между пиками. Если величина мгновенного крутящего момента между пиками больше базовой величины, умноженной на коэффициент, это может указывать на деградацию механических компонентов фиксирующего контура или на нежелательную команду коэффициента заполнения соленоида в пределах «запретной» зоны на этапе 1518. В противном случае на этапе 1524 отсутствует индикация деградации. Могут разделять нежелательную работу в запретной зоне и деградацию механических компонентов фиксирующего контура на основе индивидуальной подписи зубцов колебаний распределительного вала. В другом примере на деградацию механических компонентов контура могут указывать, если работают с коэффициентом заполнения, значительно превышающим верхний коэффициент заполнения картированной запретной зоны или работают с коэффициентом заполнения, который значительно ниже, чем нижний коэффициент заполнения картированной запретной зоны, в другом случае указывают на нежелательную команду коэффициента заполнения в пределах «запретной» зоны. Деградация механических компонентов фиксирующего контура может привести к нежелательному задействованию фиксирующего контура во время управления фазовращателем по замкнутому контуру. Например, если деградация привела к потере давления масла в фиксирующем контуре, управляемый клапан может подать масла в фиксирующий масляный контур в то же время, когда золотниковый клапан подает масло в замкнутый фазирующий контур.
На этапе 1520 в ответ на индикацию деградации фазовращатель могут направлять в положение блокировки с задействованием фиксирующего штифта для того чтобы предотвратить конкуренцию между фиксирующим контуром и фазирующим контуром. Эта команда прерывает управление положением фазовращателя по замкнутому контуру. Кроме того, на основе индикации деградации могут установить флаг на этапе 1518, чтобы указать на то, что управление по замкнутому контуру не подходит или отключено при текущих условиях работы двигателя.
Например, система двигателя может содержать цилиндр двигателя, содержащий клапаны, кулачки, соединенные с распределительным валом для приведения в действие клапанов, датчик положения кулачка на каждый кулачок, датчик частоты вращения двигателя, фазовращатель изменения фаз кулачкового распределения для регулировки фаз газораспределения, при этом фазовращатель приводят в действие от крутящего момента кулачков, электромагнитный клапан для регулировки положения фазовращателя и контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в энергонезависимой памяти, для картирования крутильных колебаний кулачков в зависимости от частоты вращения двигателя и положения кулачков, когда частота вращения двигателя устойчива, и когда золотниковый клапан переводят в область запаздывания или область опережения, и в ответ на то, что мгновенные колебания кручения кулачка при данной частоте вращения двигателя превышают пороговые значения, основанные на картировании, индикации деградации фазовращателя. В этом системе индикация деградации фазовращателя может включать в себя индикацию деградации компонента фиксирующего контура фазовращателя. Дополнительно, пороговое значение, основанное на картировании, может включать в себя пороговое значение, основанное на средней амплитуде картированных колебаний кручения кулачка при заданной частоте вращения двигателя, с использованием множителя. Контроллер двигателя может включать в себя дополнительные инструкции для: в ответ на индикацию - прекращения управления по замкнутому контуру положением распределительного вала, при этом поддерживая управление по разомкнутому контуру. Таким образом, нежелательное задействование одновременно фиксирующего контура и фазирующим контуром в связи с неисправностью механических компонентов или нежелательного управления коэффициентом заполнения в «запретной» зоне могут исключить путем отключения задействования фазирующего контура.
Таким образом, надежность и точность работы фазовращателя изменения фаз кулачкового распределения с приводом от крутящего момента кулачка могут повысить, улучшая рабочие характеристики двигателя. Технический результат активного направления золотникового клапана фазовращателя в область фиксации в ответ на низкое давление гидравлической жидкости (например, масло) состоит в том, что средства управления положением ИФКР не должны конфликтовать между собой с нежелательным задействованием фиксирующего масляного контура из-за низкого давления. Вместо этого в условиях низкого давления масла в системе поток гидравлической жидкости может проходить только через фиксирующий контур, а не фазирующий контур до тех пор, пока давление масла в системе не достигнет достаточного уровня. Это позволяет устранить конкурирующий поток масла через линии фазирующего контура. Технический результат перемещения золотникового клапана на основе фаз отстающих крутильных событий состоит в том, что нежелательные регулировки положения из желаемого положения, создаваемые отстающим кручением распределительного вала, уменьшают. Это позволяет повысить согласованность регулировок фазовращателя ИФКР. В других случаях путем предварительной установки фазовращателя в положение опережения относительно средне-замкнутого положения, даже если возникают отстающие кручения кулачка во время перемещения золотникового клапана через область запаздывания, отстающие кручения кулачка могут выгодно использовать для перемещения фазовращателя ближе к желаемому положению, в котором будет задействован фиксирующий штифт. Путем уменьшения случаев нежелательных регулировок, возникающих из перемещения золотникового клапана через область запаздывания, время, связанное с задействованием фиксирующего штифта фазовращателя ИФКР могут сделать более согласованным. Дополнительно, путем избирательного разъединения фиксирующего штифта фазовращателя только когда в соответствии с коэффициентом заполнения передают команды минимальной регулировки фаз, разъединение фиксирующего штифта перед нормальной регулировкой фаз возобновляют, для лучшей работы. Это позволяет уменьшить боковую нагрузку фазовращателя в связи со значительными регулировками фаз. Путем рационального картирования областей и границ между областями золотникового клапана, команды коэффициента заполнения золотникового клапана становятся более точными. Это позволяет уменьшить количество ошибок в управлении положением фазовращателя. Кроме того, ответ фазовращателя на команды золотникового клапана становится более согласованным. В целом, путем уменьшения неточностей, связанных с непреднамеренным и нежелательным перемещением фазовращателя производительность системы ИФКР могут улучшить.
Следует отметить, что примерное управление и последовательности расчеты, указанные в данном документе, могут использовать с различными двигателями и/или системами автомобиля. Конкретные последовательности, описываемые в настоящем документе, могут представлять собой любое количество стратегий обработки, таких как управление событиями, управление прерываниями, многозадачность, многопоточность и т.д. Различные продемонстрированные действия, операции или функции могут выполнять последовательно, параллельно, или пропускать. Порядок обработки не обязательно требуется для достижения характеристик и преимущество примерных вариантов осуществления, раскрываемых в настоящем документе, но приводится только для упрощения наглядности и описаний. Продемонстрированные действия или функции могут выполнять циклически, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Дополнительно, раскрытые действия могут графически представлять собой код, вводимый в машиночитаемый носитель в системе управления двигателем.
Следует понимать, что раскрываемые конфигурации и последовательности в сущности являются лишь примерами, и эти конкретные варианты осуществления не рассматривают в ограничивающем смысле, потому что возможно множество вариантов. Например, вышеописанную технологию могут применять в двигателям V-6, I-4, I-6, V-12, оппозитным 4-цилиндровым двигателям и т.д. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новые и неочевидные сочетания и под-сочетания различных систем и конфигураций, и другие характеристики, функции, и/или свойства, раскрываемые в настоящем документе.
Следующая формула конкретно определяет сочетания и под-сочетания, рассматриваемые в качестве новых и неочевидных. Формула может относиться к элементу или первому элементу, или их эквивалентам. Следует понимать, что формула включает в себя такие элементы, не требуя и не исключая два или более таких элементов. Другие сочетания и под-сочетания раскрываемых характеристик, функций, элементов и/или свойств могут заявлять путем изменения настоящей формулы или представления новой формулы в этой или в связанной заявке. Такая формула, более широкая, более узкая, равная или отличная относительно объема первоначальной формулы считается включенной в предмет настоящего изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ С ИЗМЕНЕНИЕМ ФАЗ КУЛАЧКОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2015 |
|
RU2693950C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2708562C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ | 2015 |
|
RU2712495C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2705712C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗ КУЛАЧКОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2015 |
|
RU2706209C2 |
| СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ | 2015 |
|
RU2706097C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) | 2013 |
|
RU2618718C2 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ПРОФИЛЯ КУЛАЧКА | 2014 |
|
RU2635543C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАДДУВА | 2016 |
|
RU2696155C2 |
| СПОСОБ ВЫВЕДЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ ИЗ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО КОНТУРА ДЕАКТИВАЦИИ КЛАПАНА ДВИГАТЕЛЯ | 2016 |
|
RU2717202C2 |
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для двигателя содержит перемещение золотникового клапана фазовращателя изменения фаз кулачкового распределения с приводом от крутящего момента кулачка в область фиксации после возникновения первого крутильного импульса распределительного вала (130), но до возникновения второго крутильного импульса распределительного вала. Второй крутильный импульс распределительного вала возникает сразу за первым крутильным импульсом распределительного вала. События возникновения первого и второго крутильных импульсов распределительного вала рассчитывают на основании положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала (40). Раскрыты способ для двигателя и система двигателя. Технический результат заключается в повышении точности и надежности регулировки положения фазовращателя изменения фаз кулачкового распределения. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 19 ил.
1. Способ для двигателя, содержащий:
перемещение золотникового клапана фазовращателя изменения фаз кулачкового распределения с приводом от крутящего момента кулачка в область фиксации после возникновения первого крутильного импульса распределительного вала, но до возникновения второго крутильного импульса распределительного вала, возникающего сразу за первым крутильным импульсом распределительного вала,
причем события возникновения первого и второго крутильных импульсов распределительного вала рассчитывают на основании положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что золотниковый клапан перемещают в область фиксации из положения за пределами области фиксации.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что положение за пределами области фиксации включает в себя одно из следующих положений - в нулевой области, области опережения и области запаздывания золотникового клапана.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что золотниковый клапан перемещают в область фиксации после возникновения первого крутильного импульса распределительного вала, но до возникновения второго крутильного импульса распределительного вала, пока фазовращатель фаз кулачкового распределения удерживают в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта.
5. Способ по п. 4, дополнительно содержащий, перед перемещением золотникового клапана, использование крутящего момента кулачка для перемещения фазовращателя фаз кулачкового распределения в положение блокировки.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что использование крутящего момент кулачка для перемещения фазовращателя фаз кулачкового распределения в положение блокировки включает в себя, когда фазовращатель находится в положении запаздывания относительно положения блокировки, перемещение золотникового клапана в область опережения до тех пор, пока фазовращатель не перейдет в положение блокировки;
затем перемещение золотникового клапана в нулевую область перед первым крутильным импульсом распределительного вала;
удерживание золотникового клапана в нулевой области до истечения первого крутильного импульса распределительного вала; и
после истечения первого крутильного импульса распределительного вала и перед началом второго крутильного импульса распределительного вала перемещение золотникового клапана в область фиксации.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что использование крутящего момента кулачка для перемещения фазовращателя фаз кулачкового распределения в положение блокировки дополнительно включает в себя, когда фазовращатель находится в положении опережения относительно положения блокировки,
перемещение золотникового клапана в область запаздывания до тех пор, пока фазовращатель не перейдет в положение блокировки;
затем перемещение золотникового клапана в нулевую область перед первым крутильным импульсом распределительного вала;
удерживание золотникового клапана в нулевой области до истечения первого крутильного импульса распределительного вала; и
после истечения первого крутильного импульса распределительного вала и перед началом второго крутильного импульса распределительного вала перемещение золотникового клапана в область фиксации.
8. Способ по п. 7, дополнительно содержащий, после перемещения золотникового клапана в область фиксации, удержание фазовращателя в положении блокировки путем задействования фиксирующего штифта.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй крутильные импульсы распределительного вала это крутильные импульсы запаздывания.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расчет событий возникновения первого и второго крутильных импульсов распределительного вала на основании положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала включает в себя расчет фаз и/или амплитуд первого и второго крутильных импульсов распределительного вала.
11. Способ для двигателя, содержащий:
перемещение фазовращателя изменения фаз кулачкового распределения, приводимого в действие крутящим моментом кулачка, из положения опережения относительно положения блокировки в положение блокировки путем перемещения золотникового клапана через область запаздывания золотникового клапана между крутильными импульсами распределительного вала,
причем перемещение фазовращателя, приводимого в действие крутящим моментом кулачка, путем перемещения золотникового клапана включает в себя:
сначала перемещение золотникового клапана в область запаздывания и удерживание золотникового клапана в области запаздывания до тех пор, пока фазовращатель не достигнет положения блокировки;
затем, при удержании фазовращателя в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта, перемещение золотникового клапана в нулевую область перед крутильным импульсом;
затем удерживание золотникового клапана в нулевой области, когда возникает крутильный импульс; и
после крутильного импульса перемещение золотникового клапана из нулевой области в область фиксации.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что крутильные импульсы - это крутильные импульсы запаздывания.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что перемещение через область запаздывания между крутильными импульсами включает в себя удержание положения золотникового клапана во время крутильных импульсов.
14. Способ по п. 11, дополнительно содержащий, после перемещения золотникового клапана в область фиксации, задействование фиксирующего штифта для блокировки фазовращателя в положении блокировки.
15. Способ по п. 11, дополнительно содержащий перемещение фазовращателя изменения фаз газораспределения, приводимого в действие крутящим моментом кулачка, из положения запаздывания относительно положения блокировки в положение блокировки путем перемещения золотникового клапана в область опережения, и затем перемещение золотникового клапана в область фиксации через область запаздывания золотникового клапана между крутильными импульсами распределительного вала.
16. Система двигателя, содержащая:
цилиндр двигателя, содержащий клапаны, и коленчатый вал;
кулачки, соединенные с распределительным валом, для приведения в действие клапанов;
фазовращатель изменения фаз кулачкового распределения для регулировки фаз газораспределения, при этом фазовращатель выполнен с возможностью приведения в действие крутящим моментом кулачков;
золотниковый клапан для регулировки положения фазовращателя; и
контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в энергонезависимой памяти, для:
в ответ на требуемое положение фазовращателя в положении фиксации с задействованным фиксирующим штифтом,
расчета фаз крутильных импульсов запаздывания распределительного вала на основе положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала;
перемещения фазовращателя в опережающем направлении в положение блокировки и удерживания фазовращателя в положении блокировки без задействования фиксирующего штифта путем перемещения золотникового клапана между крутильными импульсами, при этом удерживая золотниковый клапан во время крутильных импульсов; и
после перемещения фазовращателя в опережающем направлении в положение блокировки задействования фиксирующего штифта,
причем удержание золотникового клапана во время крутильных импульсов включает в себя отключение одной или более команд для золотникового клапана, перемещающих золотниковый клапан во время крутильных импульсов.
17. Система по п. 16, отличающаяся тем, что золотниковый клапан соединен с соленоидом, причем перемещение золотникового клапана включает в себя регулировку коэффициента заполнения, задаваемого для соленоида.
18. Система по п. 17, отличающаяся тем, что перемещение фазовращателя в опережающем направлении в положение блокировки путем перемещения золотникового клапана включает в себя сначала перемещение золотникового клапана в область опережения до тех пор, пока фазовращатель не перейдет в положение блокировки, затем, когда фазовращатель находится в положении блокировки, перемещение золотникового клапана в нулевую область перед первым крутильным импульсом, удерживание золотникового клапана в нулевой области во время первого крутильного импульса, и затем перемещение золотникового клапана из нулевой области в область фиксации перед вторым крутильным импульсом, следующим за первым крутильным импульсом.
19. Система по п. 18, отличающаяся тем, что контроллер включает в себя дополнительные инструкции для разъединения фиксирующего штифта перед перемещением золотникового клапана из области фиксации в область опережения или область запаздывания для изменения фаз кулачкового распределения.
| US 6666181 B2, 23.12.2003 | |||
| US 5657725 A, 19.08.1997 | |||
| US 8356583 B2, 22.01.2013 | |||
| Устройство токосъема для транс-пОРТНОгО СРЕдСТВА | 1978 |
|
SU799977A1 |
| КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2010 |
|
RU2479728C1 |
| УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРУЕМЫХ КЛАПАНОВ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2010 |
|
RU2493376C1 |
