СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
METHOD AND SYSTEM FOR VARIABLE VALVE TIMING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способам эксплуатации двигателя с Регулированием Фаз Кулачков РФК (VCT variable cam timing).
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В двигателях внутреннего сгорания может применяться регулирование фаз кулачков РФК (VCT) для увеличения экономии топлива и улучшения экологических характеристик транспортного средства. Газораспределитель может содержать лопастной фазорегулятор кулачков, управляемый золотниковым клапаном с электромеханическим приводом. Золотниковый клапан может направлять поток гидравлической жидкости, например масла, от одной стороны лопасти к другой, например, от стороны запаздывания к стороне опережения. Газораспределитель может содержать более одного масляного контура, который соединяет одну сторону лопасти с другой и через который может быть направлен поток гидравлической жидкости. Фазорегулятор может иметь гидравлический привод, в этом случае срабатывание фазорегулятора зависит от давления масла в контуре. Альтернативно, фазорегулятор может иметь кулачковый привод, в этом случае срабатывание фазорегулятора зависит от крутящего момента, создаваемого кулачковым приводом.
Один пример фазорегулятора РФК (VCT) с кулачковым приводом раскрыт Смитом (Smith) с сотр. в патентном документе США 8356583. В нем газораспределитель выполнен с гидравлически управляемым блокировочным штифтом в промежуточном положении (в настоящем описании также называемым средним положением). Обычные устройства изменения фаз газораспределителя могут содержать блокировочный штифт у одного края хода фазорегулятора. В предложенном Смитом устройстве изменения фаз газораспределителя используются также два независимых масляных контура, в настоящем описании называемых контуром фазирования и контуром удержания. В среднем положении фазорегулятора РФК (VCT) Смита в узел ротора фазорегулятора включен клапан управления, который может быть перемещен из первого положения во второе положение. Когда клапан управления находится в первом положении, гидравлическая жидкость не может течь через клапан управления. Когда клапан управления находится во втором положении, гидравлическая жидкость из линии удержания камеры опережения в линию удержания камеры запаздывания и обратно может перетекать через клапан управления и общую линию, так что узел ротора смещается к промежуточному положению и удерживается в положении промежуточного фазового угла относительно узла корпуса. Линии удержания, соединяющиеся с камерой опережения или камерой запаздывания, перекрыты, когда фазорегулятор РФК (VCT) находится в промежуточном положении или около него. Золотниковый клапан имеет три рабочие зоны, расположенные в заданном порядке, именно зону Удержания, или Автоблокировки, зону Запаздывания и зону Опережения. Конкретно, когда золотниковый клапан получает команду двигаться к зоне запаздывания или опережения, клапан управления находится в первом положении, и жидкость не может течь по линиям контура удержания. Кроме того, жидкость может течь от одной стороны лопасти к другой по линиям контура фазирования. Когда золотниковый клапан получает команду двигаться к зоне удержания, клапан управления находится во втором положении, и жидкость имеет возможность течь из камеры опережения или камеры запаздывания через линии удержания и клапан управления в функционально противоположную камеру через общую гидравлическую линию. Кроме того, жидкость не может течь по линиям контура фазирования.
Однако авторы настоящего изобретения увидели потенциальные проблемы таких систем РФК (VCT). Один пример: могут возникнуть условия работы двигателя, временно не соответствующие активному управлению фазорегулятором, например, в случае низкой температуры масла. В таких условиях могут возникнуть значительные задержки времен срабатывания фазорегулятора кулачков. При этом может быть нежелательно регулировать положение фазорегулятора кулачков соответственно оборотам двигателя и нагрузке, к примеру, из-за того, что может возникнуть новое сочетание оборотов двигателя и нагрузки, в то время как фазорегулятор кулачков все еще движется к положению, определенному предшествующим сочетанием оборотов двигателя и нагрузки. Возникшая в результате ошибка позиционирования кулачков может снизить эксплуатационные характеристики двигателя. Эта ошибка может быть устранена путем сохранения конкретного положения фазорегулятора кулачков или путем введения блокировочного штифта в среднем положении фазорегулятора, чтобы заблокировать фазорегулятор кулачков в его положении введенным блокировочным штифтом, но рабочий цикл соленоида золотникового клапана должен измениться очень сильно, и золотниковый клапан должен смещаться от зоны запаздывания или зоны опережения к зоне удержания. Кроме того, вывод блокировочного штифта занимает определенное время, и эта операция должна быть произведена прежде, чем может быть возобновлено фазирование. Таким образом, обе операции - блокировка и разблокирование фазорегулятора кулачков - могут потребовать того или иного времени, что может повлиять на времена срабатывания. В принципе, продолжительные времена срабатывания могут быть нежелательны, если требуется или предполагается быстрый возврат к управлению фазированием.
В одном из примеров вышеописанные проблемы двигателя могут быть устранены способом, включающим следующие шаги: перемещают золотниковый клапан, чтобы перевести фазорегулятор газораспределителя с кулачковым приводом в положение блокировки; удерживают фазорегулятор в положении блокировки без введения блокировочного штифта в течение некоторого времени; и по прошествии этого времени перемещают золотниковый клапан дальше для введения блокировочного штифта. Таким образом, золотниковый клапан может быть отправлен командой к зоне удержания, и тем самым фазорегулятор кулачков направлен к среднему положению с введением блокировочного штифта, - только при выбранных условиях. При других условиях фазорегулятор кулачков может быть направлен к среднему положению без закрепления блокировочным штифтом, и фазорегулятор кулачков может удерживаться в среднем положении с помощью системы автоматического регулирования фазорегулятора. В результате времена срабатывания, связанные с введением блокировочного штифта, и времена срабатывания, связанные с возобновлением нормальных операций фазирования, могут быть улучшены.
В одном из примеров, в ответ на то, что температура масла в двигателе оказалась ниже пороговой, контроллер двигателя может выдать команду удерживать фазорегулятор РФК (VCT) кулачков в фиксированном целевом положении без введения блокировочного штифта до тех пор, пока температура масла в двигателе остается ниже пороговой. При этом фазорегулятор кулачков может удерживаться в промежуточном среднем положении без введения блокировочного штифта в предвидении внезапного изменения положения фазорегулятора в ответ на изменение условий эксплуатации. Фазорегулятор кулачков может удерживаться в заданном положении в течение некоторого предельного времени. Если по истечении этого предельного времени не происходит изменения условий эксплуатации, допускающего или требующего изменения положения фазорегулятора, контроллер может выдать команду автоблокировки и блокировочный штифт может быть введен.
Таким образом, фазорегулятор кулачков может удерживаться в среднем положении с введенным блокировочным штифтом в условиях, когда давление масла может быть недостаточно; фазорегулятор кулачков удерживается в среднем положении без блокировочного штифта в течение некоторого предельного времени или констатируется повреждение оборудования, тогда как при других условиях, когда температура масла в двигателе низка и фазорегулятор кулачков не может эксплуатироваться в режиме автоматического регулирования, фазорегулятор кулачков удерживается в целевом положении без введения блокировочного штифта. Благодаря тому, что не выдается команда введения блокировочного штифта, когда эксплуатационные условия могут вскоре стать подходящими для возврата к режиму автоматического регулирования, времена срабатывания фазорегулятора улучшаются.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание дано для представления в упрощенной форме отдельных идей, которые далее раскрываются в подробном описании. Вышеприведенное не имеет цели представить ключевые или существенные признаки заявляемого объекта, объем которого определяется только формулой изобретения, следующей за подробным описанием. Кроме того, заявляемый объект не ограничен вариантами осуществления, устраняющими какие-то недостатки, отмеченные выше или в какой-либо части данного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На ФИГ. 1 показана система двигателя, содержащая устройство изменения фаз газораспределителя.
На ФИГ. 2 показана блок-схема системы масляной смазки двигателя.
На ФИГ. 3 показан пример системы фазорегулятора РФК (VCT).
На ФИГ. 4 показана высокоуровневая блок-схема выдачи фазорегулятору РФК (VCT) команды на регулировку фаз газораспределителя, исходя из условий эксплуатации двигателя.
На ФИГ. 5 представлен пример способа регулировки положения кулачков посредством команд регулировки рабочего цикла золотникового клапана.
На ФИГ. 6 представлен пример способа регулировки фазорегулятора кулачков на некоторое определенное положение перед выключением двигателя.
На ФИГ. 7А-В представлен пример способа определения того, следует ли удерживать фазорегулятор кулачков в положении блокировки с введенным или не введенным блокировочным штифтом.
На ФИГ. 7С показан пример регулировки команды золотниковому клапану в ответ на сниженное давление масла в системе.
На ФИГ. 8А представлен пример способа выбора схемы вывода золотникового клапана из зоны удержания клапана по команде разблокирования фазорегулятора кулачков.
На ФИГ. 8В представлен пример надежного разблокирования фазорегулятора кулачков с использованием регулировок предварительного позиционирования золотникового клапана.
На ФИГ. 9 представлен пример способа блокировки фазорегулятора кулачков посредством селективного перемещения золотникового клапана к зоне удержания во время торсионных импульсов распределительного вала или между ними.
На ФИГ. 10А-В показано влияние торсионных импульсов распределительного вала на позиционирование фазорегулятора.
На ФИГ. 11-12 представлены примеры предсказаний перемещения золотникового клапана к зоне удержания во время запаздывающих торсионных импульсов распределительного вала или в промежутках между ними.
На ФИГ. 13 представлен способ возможного отображения беспоточной зоны золотникового клапана фазорегулятора РФК (VCT).
На ФИГ. 14 представлен пример отображения и адаптивного изучения границ беспоточной зоны золотникового клапана.
На ФИГ. 15 представлен пример способа указания снижения параметров контура удержания фазорегулятора РФК (VCT) в ответ на изменения размаха торсионных импульсов кулачков.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижеследующее описание относится к системам и способам управления двигателем транспортного средства, в котором двигатель содержит регулируемую систему клапанов цилиндров, например, систему регулирования фаз кулачков РФК (VCT) ФИГ. 1-3. Контроллер двигателя может быть выполнен так, чтобы регулировать рабочий цикл, задаваемый золотниковому клапану фазорегулятора РФК (VCT) для регулировки положения фазорегулятора, как раскрыто при рассмотрении ФИГ. 4-6. В условиях, когда фазорегулятор должен быть разблокирован и перемещен, контроллер может выбрать способ надежного разблокирование фазорегулятора, снижая при этом ошибки фазирования, например как показано на ФИГ. 7А-С и 8А-В. Контроллер может также регулировать команду, выдаваемую золотниковому клапану, чтобы можно было точно позиционировать фазорегулятор в положении блокировки, как раскрыто при рассмотрении ФИГ. 9-12. Контроллер может также периодически отображать золотниковый клапан для адаптивного изучения зон золотникового клапана и соответственного обновления команд рабочего цикла позиционирования фазорегулятора, как представлено на ФИГ. 13-14. И кроме того, контроллер может использовать изменения торсионных импульсов распределительного вала для обнаружения снижения параметров системы РФК (VCT) в зависимости от времени и соответственного выполнения ослабляющих этот эффект операций, как раскрыто при рассмотрении ФИГ. 15. Таким образом, ошибки фазирования снижаются, а эксплуатационные характеристики двигателя и показатели по выбросам улучшаются.
На ФИГ. 1 представлен пример осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя внутреннего сгорания 10. На ФИГ. 1 показано, что двигатель 10 может принимать управляющие параметры от системы управления, содержащей контроллер 12, а также команды от водителя 190 транспортного средства через устройство 192 ввода. В этом примере устройство 192 ввода содержит педаль акселератора и датчик 194 положения педали для выдачи пропорционального Положению Педали сигнала ПП (РР).
Цилиндр (в настоящем описании также "камера сгорания") 30 двигателя 10 может содержать стенки 32 камеры сгорания, охватывающие поршень 36. Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40 так, что возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен, по меньшей мере, с одним ведущим колесом пассажирского транспортного средства через систему передач. Далее, с коленчатым валом 40 может быть через маховик соединен стартер для запуска двигателя 10. Коленчатый вал 40 соединен с масляным насосом 208 (ФИГ. 2) для создания давления в системе 200 масляной смазки двигателя (соединение коленчатого вала 40 с масляным насосом 208 не показано). Корпус 136 гидравлически соединен с коленчатым валом 40 цепью или зубчатым ремнем привода распределительного механизма (не показано).
Цилиндр 30 может получать всасываемый воздух через впускной коллектор или воздуховоды 44. Впускной воздуховод 44 может соединяться с другими цилиндрами двигателя 10, помимо цилиндра 30. В некоторых вариантах осуществления один или несколько впускных каналов могут содержать нагнетательное устройство, например устройство наддува или турбонаддува. Для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, во впускном канале двигателя может быть размещена дроссельная система, содержащая дроссельную заслонку 62. В этом конкретном примере дроссельная заслонка 62 соединена с электродвигателем 94, так что положение эллиптической дроссельной заслонки 62 регулируется контроллером 12 с помощью электродвигателя 94. Эту систему можно назвать Электронным устройством Управления Дроссельной заслонкой ЭУД (ETC), и оно может также быть использовано для регулирования работы на холостом ходу.
Камера сгорания 30 показана соединяющейся с впускным коллектором 44 и выхлопным коллектором 48 через, соответственно, впускные клапаны 52а и 52b (не показаны) и выхлопные клапаны 54а и 54b (не показаны). Таким образом, хотя может быть использовано четыре клапана на цилиндр, в другом примере может также быть использован один впускной и один выхлопной клапан на цилиндр. В еще одном примере может быть использовано два впускных клапана и один выхлопной клапан на цилиндр.
x
Выхлопной коллектор 48 может принимать выхлопные газы от других цилиндров двигателя 10, помимо цилиндра 30. Датчик 76 выхлопных газов показан соединенным с выхлопным коллектором 48 выше по потоку относительно каталитического нейтрализатора 70 (причем в качестве датчика 76 могут использоваться датчики различных типов). К примеру, датчик 76 может представлять собой любой из множества известных датчиков для выдачи значений соотношения воздух-топливо в выхлопных газах, например, универсальный датчик кислорода в отработавших газах УДКОГ (UEGO), датчик кислорода в отработавших газах ДКОГ (EGO), подогреваемый датчик ПДКОГ (HEGO), датчики углеводородов НС или окиси углерода СО. Устройство 72 очистки выхлопных газов показано расположенным ниже по потоку относительно каталитического нейтрализатора 70. Устройство 72 очистки выхлопных газов может представлять собой трехходовую каталитическую систему, ловушку NO, различные другие устройства очистки выхлопных газов или их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может содержать свечу 92 зажигания для инициирования горения. Система 88 зажигания может обеспечивать искру зажигания в камере сгорания 30 с помощью свечи 92 зажигания по сигналу Опережения Зажигания ОЗ (SA) от контроллера 12 в выбранных режимах работы. Однако в некоторых вариантах осуществления свеча 92 зажигания может отсутствовать, например в таких, где двигатель 10 может инициировать горение посредством самовоспламенения или впрыском топлива, как это может иметь место в некоторых дизельных двигателях.
В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может быть выполнен с одним или несколькими топливными инжекторами для подачи топлива в цилиндр. В качестве неограничивающего примера, топливный инжектор 66А показан соединенным непосредственно с цилиндром 30 для Прямого впрыска в цилиндр пропорционально Ширине Импульса Топливного Сигнала ПШИТС (dfpw), поступающего от контроллера 12 через электронный драйвер 68. Таким образом, топливный инжектор 66А обеспечивает так называемый «Прямой Впрыск» (далее обозначаемый также ПВ - "DI") топлива в цилиндр 30. Топливный инжектор может быть установлен, например, в боковине камеры сгорания (как показано) или в верхней части камеры сгорания (около свечи зажигания). Топливо может подаваться к топливному инжектору 66А топливной системой, содержащей топливный бак, топливный насос и распределительную трубу. В некоторых вариантах осуществления камера сгорания 30 может альтернативно или дополнительно содержать топливный инжектор, расположенный во впускном коллекторе 44 в исполнении, которое обеспечивает так называемый «впрыск топлива во впускной канал» выше по потоку относительно камеры сгорания 30.
Контроллер 12 показан в виде микрокомпьютера, включающего: блок микропроцессора (МП) 102, порты 104 ввода/вывода, электронный носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в данном конкретном примере как микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 106, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 108, дежурное запоминающее устройство (ДЗУ) 110 и обычную шину данных. Контроллер 12 показан получающим, в дополнение к сигналам, описанным выше, различные сигналы от подсоединенных к двигателю 10 датчиков, в частности: замер введенной массы воздуха МПВ (MAF) от соединенного с дросселем 20 датчика 100 массы поступающего воздуха; сигнал Температуры Хладагента Двигателя ТХД (ЕСТ) от датчика 112 температуры, соединенного с рубашкой 114 охлаждения; сигнал Датчика Распределения Зажигания ДРЗ (PIP) с датчика 118, работающего на эффекте Холла и соединенного с коленчатым валом 40; замер положения дросселя ПД (TP) от датчика 20 положения дроссельной заслонки; замер абсолютного Давления Воздуха в Коллекторе ДВК (MAP) от датчика 122; указание на детонацию от датчика 182 детонационного сгорания; и показание абсолютной или относительной влажности окружающего воздуха от датчика 180. Сигнал оборотов двигателя (RPM, об/мин) генерируется контроллером 12 по сигналу ДРЗ (PIP) обычным образом, и сигнал давления воздуха в коллекторе ДВК (MAP) от датчика давления в коллекторе указывает разряжение или давление во впускном коллекторе. В процессе стехиометрической работы этот датчик может указывать нагрузку двигателя. Далее, этот датчик, вместе с оборотами двигателя, может дать оценку введенного в цилиндр заряда (включая воздух). В одном из примеров датчик 118, который также используется как датчик оборотов двигателя, выдает заранее заданный ряд равноотстоящих импульсов за каждый оборот коленчатого вала.
cat1
cat2
cat1
cat2
В этом конкретном примере температура T каталитического нейтрализатора 70 замеряется термочувствительным элементом 124, а температура T устройства 72 очистки выхлопных газов замеряется термочувствительным элементом 126. В одном из альтернативных вариантов осуществления температура T и температура T могут быть выведены из параметров работы двигателя.
Продолжим рассмотрение ФИГ. 1; на ней показана система 19 изменения фаз газораспределителя (РФК (VCT)). В этом примере изображена система верхнего распределительного вала, хотя возможны и другие решения Конкретно, показан распределительный вал 130 двигателя 10, соединенный с качающимися рычагами 132 и 134 для привода впускных клапанов 52а, 52b и выхлопных клапанов 54а, 54b. В показанном примере система 19 РФК (VCT) содержит Кулачково-Торсионный Привод КТП (СТА), в этом случае срабатывание фазорегулятора распределительного вала системы РФК (VCT) запускается импульсами крутящего момента кулачков. В альтернативных примерах система 19 РФК (VCT) может содержать Масляный Гидравлический Привод МГП (ОРА). Посредством регулировки нескольких гидроклапанов, с тем чтобы направлять гидравлическую жидкость, например моторное масло, в определенную полость (например, полость камеры опережения или камеры запаздывания) фазорегулятора распределительного вала, может быть изменена установка фаз клапанного распределения, то есть может быть введено опережение или запаздывание. Как раскрыто далее в настоящем описании, работа гидравлических распределительных клапанов может регулироваться соответственными управляющими соленоидами. Конкретно, контроллер двигателя может выдать сигнал соленоидам, чтобы переместить золотниковый клапан, регулирующий расход масла через полость фазорегулятора. Как принято в настоящем описании, под опережением и запаздыванием фаз газораспределителя понимаются относительные фазы газораспределителя, то есть - просто как пример - позиция полного опережения может все еще давать запаздывание открытия впускного клапана относительно верхней мертвой точки.
Распределительный вал 130 гидравлически соединен с корпусом 136. Корпус 136 образует зубчатое колесо, имеющее несколько зубьев 138. В данном примере осуществления корпус 136 механически соединен с коленчатым валом 40 цепью или зубчатым ремнем привода распределительного механизма (не показано). Следовательно, корпус 136 и распределительный вал 130 вращаются с существенно эквивалентными скоростями и синхронно с коленчатым валом. В одном из альтернативных вариантов осуществления, например в четырехтактном двигателе, корпус 136 и коленчатый вал 40 могут быть механически соединены с распределительным валом 130 так, что корпус 136 и коленчатый вал 40 могут синхронно вращаться со скоростью, отличающейся от скорости распределительного вала 130 (например, с соотношением 2:1, где коленчатый вал вращается с удвоенной скоростью распределительного вала). В одном из альтернативных вариантов осуществления зубья 138 могут быть механически соединены с распределительным валом 130. Посредством управления гидромуфтой как раскрыто в настоящем изобретении, положение распределительного вала 130 относительно коленчатого вала 40 может быть изменено гидравлическими давлениями в камере запаздывания 142 и камере опережения 144. Открыв доступ гидравлической жидкости с высоким давлением в камеру запаздывания 142, вводят относительное запаздывание между распределительным валом 130 и коленчатым валом 40. Таким образом, впускные клапаны 52а, 52b и выхлопные клапаны 54а, 54b открываются и закрываются позднее нормального времени относительно коленчатого вала 40. Аналогично, открыв доступ гидравлической жидкости с высоким давлением в камеру опережения 144, вводят относительное опережение между распределительным валом 130 и коленчатым валом 40. Таким образом, впускные клапаны 52а, 52b и выхлопные клапаны 54а, 54b открываются и закрываются раньше нормального времени относительно коленчатого вала 40.
Хотя в этом примере показана система, в который установки фаз клапанного распределения впуска и выхлопа регулируются параллельно, но возможны также регулирование впускной фазы газораспределителя, регулирование выхлопной фазы газораспределителя, спаренное независимое регулирование фаз кулачков, спаренное одинаковое - или иное регулирование фаз кулачков. Далее, может также быть использовано регулирования подъема клапанов. Далее, возможно переключение различных профилей распределительного вала, чтобы обеспечить измененный профиль кулачков при изменившихся эксплуатационных условиях. И кроме того, передаточный элемент привода клапана может представлять собой следящий роликовый толкатель, непосредственно воздействующую механическую лопасть, электрогидравлические или другие устройства, альтернативные качающимся рычагам.
Продолжим рассмотрение системы изменения фаз газораспределителя; зубья 138, вращаясь синхронно с распределительным валом 130, позволяют замерять относительные положения кулачков с помощью датчика 150 фаз газораспределителя, причем этот датчик выдает сигнал РФК (VCT) на контроллер 12. Зубья 1, 2, 3 и 4 могут быть использованы для замера фаз газораспределителя и расположены эквидистантно (например, в V-образном восьмицилиндровом двухрядном двигателе разнесены на 90 градусов один от другого), тогда как зуб 5 может быть использован для идентификации цилиндра. Кроме того, контроллер 12 посылает управляющие сигналы перемещения влево, вправо ЛЕВ, ПРАВ (LACT, RACT) обычным электромагнитным клапанам (не показаны) для направления потока гидравлической жидкости в камеру запаздывания 142, камеру опережения 144 - или ненаправления ни в одну из камер.
Относительные фазы газораспределителя могут быть замерены разными методами. Вообще говоря, время или угол поворота между передним фронтом сигнала ДРЗ (PIP) и получением сигнала от одного из нескольких зубьев 138 на корпусе 136 дает меру относительной фазы газораспределителя. В конкретном примере двигателя V-8 с двумя рядами цилиндров и пятизубым колесом мера фаз газораспределителя для конкретного ряда принимается четыре раза за оборот, с использованием дополнительного сигнала для идентификации цилиндра.
Как раскрыто выше, на ФИГ. 1 просто показан один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и подобным же образом каждый цилиндр содержит свой собственный набор впускных/выхлопных клапанов, топливных инжекторов, свеч зажигания и т.д.
На ФИГ. 2 показан пример осуществления системы 200 масляной смазки двигателя, содержащей масляный насос 208, соединенный с коленчатым валом 40 (не показано), и различные масляные подсистемы (S1-S3) 216, 218 и 220. Масляная подсистема может использовать течение масла для выполнения некоторой функции, например для смазки, для срабатывания привода и т.д. К примеру, одна или несколько масляных подсистем 216, 218, 220 могут быть гидравлическими системами с гидравлическими приводами и гидравлическими распределительными клапанами. Далее, гидравлические подсистемы 216, 218, 220 могут быть системами смазки, к примеру каналами для доставки масла к движущимся частям, например распределительным валам, клапанам цилиндров и т.д. К дальнейшим неограничивающим примерам гидравлических подсистем относятся фазорегуляторы распределительных валов, стенки цилиндров, разнообразные подшипники и т.д.
Масло подается к гидравлической подсистеме по подводящему каналу и возвращается по обратному каналу. В некоторых вариантах осуществления может быть меньше или больше гидравлических подсистем.
Продолжим рассмотрение ФИГ. 2; масляный насос 208, во взаимодействии с вращением коленчатого вала 40 (не показано), всасывает масло из размещенного в масляном корыте 202 масляного резервуара 204 в подводящий канал 206. Масло под давлением подается от масляного насоса 208 по подводящему каналу 210 через масляный фильтр 212 в главный канал 214. Давление в главном канале 214 зависит от силы, создаваемой масляным насосом 208, и от расхода масла, подаваемого в каждую из гидравлических подсистем 216, 218, 220 по подводящим каналам 214а, 214b, 214с, соответственно. Масло возвращается в масляный резервуар 204 при атмосферном давлении по обратному каналу 222. Датчик 224 давления масла замеряет давление масла в главном канале и посылает данные по давлению в контроллер 12 (не показано). Насос 208 может приводиться двигателем, при этом производительность насоса повышается при повышении оборотов двигателя и понижается при их понижении.
Уровень давления масла в главном канале может влиять на характеристики одной или нескольких гидравлических подсистем 216, 218, 220; так, например, сила, создаваемая гидравлическим приводом, прямо пропорциональна давлению масла в главном канале. Когда давление масла высоко, привод может быть более восприимчивым; когда давление масла низко, привод может быть менее восприимчивым. Низкое давление масла может также ограничивать эффективность моторного масла при смазке движущихся частей. Например, если давление масла в главном канале ниже некоторой пороговой величины, может снизиться расход подаваемого смазочного масла и может произойти поломка соответствующих частей.
Кроме того, давление масла в главном канале будет наиболее высоким при отсутствии или снижении выхода масла из главного канала. Таким образом, утечка в гидравлических приводах гидравлических подсистем может понизить давление масла в главном канале. Далее, один частный случай утечки масла может иметь место в фазорегуляторе газораспределителя, как подробнее раскрыто при рассмотрении ФИГ. 3.
На ФИГ. 3 показан фазорегулятор РФК (VCT) 300 в положении опережения. В одном из примеров фазорегулятор РФК (VCT) 300 может содержать фазорегулятор 19 РФК (VCT) ФИГ. 1. На ФИГ. 3, далее, представлен электромагнитный золотниковый клапан 309, соединенный с фазорегулятором РФК (VCT) 300. В качестве неограничивающего примера золотниковый клапан 309 показан расположенным в золотниковой зоне опережения. Следует понимать, что золотниковый клапан может иметь бесконечное количество промежуточных положений, например, положения в зоне опережения, в нулевой зоне и в зоне удержания золотника (как представлено ниже). Положение золотникового клапана может не только регулировать направление перемещения фазорегулятора РФК (VCT), но, в зависимости от того или иного положения золотника, может также регулировать скорость перемещения фазорегулятора РФК (VCT).
В двигателях внутреннего сгорания применяются различные механизмы изменения угла между распределительным и коленчатым валами для улучшения эксплуатационных характеристик двигателя или снижения выбросов. В большинстве этих механизмов изменения фаз газораспределителя (РФК (VCT)) применяются один или несколько "лопастных фазорегуляторов" на распределительном валу двигателя (или на распределительных валах в двигателе с несколькими распределительными валами), например фазорегулятор РФК (VCT) 300. Фазорегулятор РФК (VCT) 300 может содержать ротор 305 с одной или несколькими лопастями 304, смонтированными на конце распределительного вала 326, окруженного узлом корпуса 340 с лопастными камерами, в которые входят лопасти. В одном из альтернативных примеров лопасти 304 могут быть смонтированы на узле корпуса 340, а камеры могут быть созданы на узле ротора 305. Внешняя периферия 301 корпуса образует звездочку, шкив или шестерню, воспринимающие движущую силу, передаваемую цепью, ремнем или зубчатыми колесами, обычно от коленчатого вала или от другого распределительного вала в двигателе с несколькими распределительными валами.
Фазорегулятор РФК (VCT) 300 показан как фазорегулятор с кулачковым приводом. В нем изменения направления крутящего момента распределительного вала, вызванные силами открытия и закрытия клапанов двигателя, смещают лопасть 304. Камеры опережения и запаздывания 302, 303 расположены так, чтобы оказывать сопротивление положительным и отрицательным импульсам крутящего момента распределительного вала 326, и в них попеременно увеличивается давление от крутящего момента кулачков. Золотниковый клапан 309 позволяет лопасти 304 в фазорегуляторе перемещаться, открывая переток жидкости из камеры опережения 302 в камеру запаздывания 303 или наоборот, в зависимости от желаемого направления смещения. Так, например, когда желательно смещение в направлении опережения, золотниковый клапан 309 позволяет лопасти переместиться, открывая переток жидкости из камеры запаздывания в камеру опережения. Напротив, когда желательно смещение в направлении запаздывания, золотниковый клапан 309 позволяет лопасти переместиться, открывая переток жидкости из камеры опережения в камеру запаздывания.
Узел корпуса 340 фазорегулятора РФК (VCT) 300 имеет внешнюю периферию 301 для восприятия движущей силы. Узел ротора 305 соединен с распределительным валом 326 и коаксиально расположен в узле корпуса 340. Узел ротора 305 включает лопасть 304, разделяющую камеру, образованную между узлом корпуса 340 и узлом ротора 305, на камеру опережения 302 и камеру запаздывания 303. Лопасть 304 способна поворачиваться для сдвига относительного углового расположения узла корпуса 340 и узла ротора 305. Кроме того, имеются также гидравлический контур удержания 333 и контур 323 блокировочного штифта. Гидравлический контур удержания 333 и контур 323 блокировочного штифта гидравлически соединены, что делает их существенно единым контуром, как описано выше, но они будут описаны по отдельности для простоты и для лучшего понимания их различающихся функций. Гидравлический контур удержания 333 содержит пружину 331, нагружающую клапан управления 330, линию удержания опережения 328, соединяющую камеру опережения 302 с клапаном управления 330 и общей линией 314, и линию удержания запаздывания 334, соединяющую камеру запаздывания 303 с клапаном управления 330 и общей линией 314. Линия удержания опережения 328 и линия удержания запаздывания 334 имеют заранее заданную протяженность, или удаление от лопасти 304. Клапан управления 330 находится в узле ротора 305 и гидравлически соединен с контуром 323 блокировочного штифта и подающей линией 319а соединительной линией 332. Контур 323 блокировочного штифта содержит блокировочный штифт 325, соединительную линию 332, клапан управления 330, подающую линию 319а и выпускную линию 322 (показана пунктиром).
Клапан управления может быть переведен в одно из двух положений: первое положение, которое может соответствовать закрытию, или положению ВЫКЛ, и второе положение, которое может соответствовать открытию, или положению ВКЛ. Клапан управления может переводиться в эти положения командами золотникового клапана. В первом положении, давление в клапане управления увеличивается под действием создаваемого двигателем давления масла в линии 332, это переводит клапан управления в такое положение, что жидкость в камерах опережения и запаздывания не может перетекать из камеры в камеру через клапан управления и контур удержания 333. Во втором положении создаваемого двигателем давления масла в линии 332 нет. Вследствие этого отсутствия давления в линии 332, пружина 331 смещает клапан управления так, что жидкость может течь через линию удержания из камеры/в камеру опережения и линию удержания из камеры/в камеру запаздывания, через клапан управления и общую линию, так что узел ротора смещается к положению блокировки и удерживается в этом положении.
Блокировочный штифт 325 размещен с возможностью скольжения в канале узла ротора 305, и концевая часть штифта смещена под действием пружины 324 к соответствующей штифту выточке 327 в узле корпуса 340. Альтернативно, блокировочный штифт 325 может быть размещен в узле корпуса 340 и может быть смещен пружиной 324 к выточке 327 в узле ротора 305. Как открытие и закрытие гидравлического контура удержания 333, так и создание давления в контуре 323 блокировочного штифта, управляются переключением/перемещением золотникового клапана 309.
Золотниковый клапан 309 содержит золотник 311 с цилиндрическими поясками 311а, 311b, и 311с, который размещен с возможностью скольжения во втулке 316 в направляющем канале ротора 305 в распределительном валу 326. В один конец золотника упирается пружина 315, а противоположный конец золотника контактирует с Регулируемым шириной импульса Силовым Соленоидом (РСС) 307. Соленоид 307 также может линейно управляться изменениями рабочего цикла, тока, напряжения или другими соответствующими способами. Кроме того, с противоположным концом золотника 311 может контактировать - и на него может оказывать воздействие - двигатель или другие приводы.
На положение золотника 311 влияет действие пружины 315 и соленоида 307, управляемого контроллером 12. Дальнейшие подробности, относящиеся к управлению фазорегулятором, раскрыты ниже. Положение золотника 311 управляет перемещением фазорегулятора, в частности направлением, а также скоростью перемещения. К примеру, положение золотника определяет, переместится ли фазорегулятор к позиции опережения, к позиции удержания или к позиции запаздывания. Кроме того, положение золотника определяет, будут ли контур 323 блокировочного штифта и гидравлический контур удержания 333 открыты (ВКЛ) или закрыты (ВЫКЛ). Другими словами, положение золотника 311 активно регулирует клапан управления 330. Золотниковый клапан 309 имеет режим опережения, режим запаздывания, нулевой режим и режим удержания. Эти режимы управления могут быть непосредственно связаны с зонами позиционирования. Таким образом, отдельные зоны хода золотникового клапана могут позволить золотниковому клапану работать в режиме опережения, режиме запаздывания, нулевом режиме и режиме удержания. В режиме опережения золотник 311 смещается к положению в зоне опережения золотникового клапана, тем самым позволяя жидкости течь из камеры запаздывания 303 через золотник 311 в камеру опережения 302, тогда как выход жидкости из камеры опережения 302 блокирован. Кроме того, контур удержания 333 находится в состоянии ВЫКЛ, или закрытом. В режиме запаздывания золотник 311 смещается к положению в зоне запаздывания золотникового клапана, позволяя тем самым жидкости течь из камеры опережения 302 через золотник 311 в камеру запаздывания 303, тогда как выход жидкости из камеры запаздывания 303 блокирован. Кроме того, контур удержания 333 находится в состоянии ВЫКЛ, или закрытом. В нулевом режиме золотник 311 смещается к положению в нулевой зоне золотникового клапана, тем самым блокируя выход жидкости как из камеры опережения, так и из камеры запаздывания 302, 303, продолжая в то же время сохранять контур удержания 333 в состоянии ВЫКЛ, или закрытом. В режиме удержания золотник смещается к положению в зоне удержания. В режиме удержания одновременно выполняются три функции. Первая функция в режиме удержания состоит в том, что золотник 311 смещается в положение, в котором золотниковый поясок 311b блокирует поток жидкости из линии 312 через проточку между золотниковыми поясками 311а и 311b в любую другую линию и линию 313, эффективно блокируя управление фазорегулятором со стороны золотникового клапана 309. Вторая функция в режиме удержания состоит в открытии, или включении, контура удержания 333. В принципе, контур удержания 333 полностью управляет смещением фазорегулятора к позициям опережения или запаздывания, пока лопасть 304 не достигнет положения промежуточного фазового угла. Третья функция в режиме удержания состоит в отводе жидкости из контура 323 блокировочного штифта, чтобы позволить блокировочному штифту 325 войти в выточку 327. Положение промежуточного фазового угла, в настоящем описании также называемое средним положением, а также положением блокировки, определяется как положение, когда лопасть 304 находится между передней стенкой 302а и задней стенкой 303а, причем эти стенки ограничивают камеру между узлом корпуса 340 и узлом ротора 305. Положением блокировки может быть положение в любом месте между передней стенкой 302а и задней стенкой 303а, и оно определяется положением каналов удержания 328 и 334 относительно лопасти 304. Конкретно, положения каналов удержания 328 и 334 относительно лопасти 304 определяют положение, в котором ни один канал не может быть открыт для камер опережения и запаздывания 302 и 303, таким образом, когда клапан управления находится во втором положении, сообщение между двумя камерами полностью исключается, и контур фазирования отключен. Выдача команды перемещения золотникового клапана к зоне удержания может также быть названа в настоящем описании выдачей команды "жесткий блок" или "жесткая блокировка" фазорегулятора кулачков, относящейся к аппаратному элементу (блокировочному штифту), задействованному в блокировке фазорегулятора кулачков посредством введения в среднем положении.
Соответственно регулируемому шириной импульса рабочему циклу силового соленоида 307, золотник 311 смещается к соответствующему положению в пределах его хода. В одном из примеров, при значениях приблизительно 30%, 50% или 100% рабочего цикла регулируемого силового соленоида 307, золотник 311 смещается к положениям, соответствующим режиму запаздывания, нулевому режиму и режиму опережения, соответственно, при этом в клапане управления 330 увеличивается давление, и он перемещается из второго положения к первому положению, в то время как гидравлический контур удержания 333 закрыт, а на блокировочный штифт 325 оказывается давление, и он выведен. В другом примере, когда рабочий цикл регулируемого силового соленоида 307 установлен на 0%, золотник 311 смещается к режиму удержания, так что клапан управления 330 разгружается и смещается ко второму положению, при этом гидравлический контур удержания 333 открыт, и блокировочный штифт 325 благодаря разгрузке введен в выточку 327. Выбрав 0% рабочего цикла в качестве крайнего положения хода золотника, чтобы в случае отключения питания или управления открыть гидравлический контур удержания 333, разгрузить клапан управления 330, а также разгрузить и ввести блокировочный штифт 325 в выточку 327, можно задержать фазорегулятор в заблокированном положении, улучшая определенность положения фазорегулятора кулачков. Следует заметить, что приведенные выше проценты рабочего цикла даны в качестве неограничивающих примеров, и в альтернативных вариантах осуществления для перевода золотника золотникового клапана из одной зоны в другую могут быть использованы другие рабочие циклы. Так, например, гидравлический контур удержания 333 может альтернативно быть открыт, клапан управления 330 разгружен, а блокировочный штифт 325 разгружен и введен в выточку 327 при 100% рабочего цикла. В этом примере зона удержания золотникового клапана может располагаться рядом с зоной опережения, а не с зоной запаздывания. В другом примере режим удержания может быть при 0% рабочего цикла, и значения приблизительно 30%, 50% и 100% рабочего цикла могут смещать золотник 311 в положения, соответствующие режиму опережения, нулевому режиму и режиму запаздывания. Также и в этом примере зона опережения золотникового клапана расположена рядом с зоной удержания.
При выбранных условиях контроллер может отображать одну или несколько зон золотника, изменяя рабочий цикл, задаваемый золотниковому клапану, и согласуя этот цикл с соответствующими изменениями в положении фазорегулятора. Например, как представлено на ФИГ. 13-14, расположенная между зонами удержания и запаздывания золотника промежуточная зона, в настоящем описании также называемая "беспоточной зоной", может быть отображена посредством согласования перемещения золотникового клапана из зоны удержания к зоне запаздывания с перемещением фазорегулятора из среднего положения к положению запаздывания. В альтернативных вариантах осуществления, когда зона удержания расположена рядом с зоной опережения, "беспоточная зона" может располагаться между зоной удержания и зоной опережения золотника.
На ФИГ. 3 показан фазорегулятор 300, движущийся к позиции опережения. Чтобы перевести фазорегулятор к позиции опережения, рабочий цикл золотникового клапана увеличивается до значения более 50%, и опционно до 100%. В результате воздействие соленоида 307 на золотник 311 возрастает, золотник 311 смещается вправо, к зоне опережения, и работает в режиме опережения, пока сила пружины 315 не уравновесит воздействие соленоида 307. В показанном режиме опережения золотниковый поясок 311а блокирует линию 312, в то время как линии 313 и 314 открыты. В этом варианте импульсы крутящего момента распределительного вала поднимают давление в камере запаздывания 303, вызывая переток жидкости из камеры запаздывания 303 в камеру опережения 302 и сдвигая тем самым лопасть 304 в направлении, показанном стрелкой 345. Гидравлическая жидкость выходит из камеры запаздывания 303 через линию 313 в золотниковый клапан 309 между золотниковыми поясками 311а и 311b и возвращается вновь в центральную линию 314 и линию 312, ведущую в камеру опережения 302. Клапан управления удерживается в первом положении, блокируя линии удержания 328 и 334.
В одном из альтернативных примеров, для того чтобы перевести фазорегулятор в положение запаздывания, рабочий цикл золотникового клапана уменьшается до значения менее 50%, и опционно до 30%. В результате воздействие соленоида 307 на золотник 311 уменьшается, золотник 311 смещается влево, к зоне запаздывания, и работает в режиме запаздывания, пока сила пружины 315 не уравновесит воздействие соленоида 307. В режиме запаздывания золотниковый поясок 311b блокирует линию 313, в то время как линии 312 и 314 открыты. В этом варианте импульсы крутящего момента распределительного вала поднимают давление в камере опережения 302, вызывая переток жидкости из камеры опережения 302 в камеру запаздывания 303 и сдвигая тем самым лопасть 304 в направлении, противоположном показанному стрелкой 345. Гидравлическая жидкость выходит из камеры опережения 302 через линию 312 в золотниковый клапан 309 между золотниковыми поясками 311а и 311b и возвращается вновь в центральную линию 314 и линию 313, ведущую в камеру запаздывания 303. Клапан управления удерживается в первом положении, блокируя линии удержания 328 и 334.
В одном из дальнейших примеров, для того чтобы перевести фазорегулятор в положение промежуточного фазового угла (или среднее положение) и заблокировать в этом положении, рабочий цикл золотникового клапана уменьшают до 0%. В результате воздействие соленоида 307 на золотник 311 уменьшается, золотник 311 смещается влево, к зоне удержания, и работает в режиме удержания, пока сила пружины 315 не уравновесит воздействие соленоида 307. В режиме удержания золотниковый поясок 311b блокирует линии 312, 313 и 314, а золотниковый поясок 311с блокирует линию 319а от напорной линии 332, чтобы перевести клапан управления во второе положение. В этом варианте импульсы крутящего момента распределительного вала не вызывают срабатывания фазорегулятора. Вместо этого гидравлическая жидкость выходит из камеры опережения 302 через линию удержания 328 к клапану управления 330, затем течет через общую линию 329 и возвращается вновь в центральную линию 314 и линию 313, ведущую в камеру запаздывания 303.
Рассмотрим теперь ФИГ. 4; на ней раскрыт пример программы 400 регулировки работы фазорегулятора РФК (VCT) кулачков при изменении условий эксплуатации двигателя. Программа 400 может выполняться контроллером двигателя, например контроллером 12 ФИГ. 1-3, после начала цикла вождения транспортного средства для обеспечения надлежащего фазирования кулачков в течение всего цикла вождения.
Согласно программе, на шаге 402, после запуска двигателя, оценивают и/или замеряют эксплуатационные параметры двигателя. Они могут включать, например, обороты двигателя, температуру двигателя, окружающие условия (температуру окружающего воздуха, атмосферное давление, влажность и т.д.), требуемый крутящий момент, давление в коллекторе, воздушный поток в коллекторе, заполнение бака, состояние катализатора очистки выхлопа, температуру масла, давление масла, время прогрева и т.д.
В одном из примеров во время предшествовавшего выключения двигателя (как раскрыто при рассмотрении ФИГ. 6) и перед текущим перезапуском двигателя фазорегулятор кулачков мог быть отрегулирован на выбранное положение в его рабочем диапазоне, чтобы фазорегулятор мог быть перезапущен в выбранном положении. Это положение могло быть выбрано в предвидении конкретных условий запуска в следующем цикле вождения. В одном из примеров фазорегулятор кулачков мог быть отрегулирован во время предшествовавшей последовательности операций выключения на положение запаздывания - в предвидении запуска из холодного состояния. Альтернативно, фазорегулятор кулачков во время предшествовавшего выключения мог быть отрегулирован на положение запаздывания, чтобы снизить искровую детонацию во время запуска или разгона прогретого двигателя - или чтобы снизить крутящий момент во время запуска для лучшего регулирования нагрузки и более плавного набора оборотов. В другом примере фазорегулятор кулачков во время предшествовавшей последовательности операций выключения мог быть отрегулирован на положение опережения в предвидении запуска из холодного состояния, чтобы повысить компрессионный нагрев, облегчающий запуск двигателя на тяжелых видах топлива. В еще одном примере фазорегулятор кулачков во время предшествовавшей последовательности операций выключения мог быть отрегулирован на среднее положение без введения блокировочного штифта - в предвидении сильных торсионных импульсов распределительного вала во время выбега. Когда золотниковый клапан смещается к положению блокировки и проходит зону запаздывания (или опережения - в зависимости от того, какая из них ближе к зоне удержания), такие торсионные импульсы могут сместить фазорегулятор дальше за среднее положение и понизить вероятность того, что штифт окажется правильно сцентрован и блокировка будет возможна. В следующем примере фазорегулятор кулачков мог быть отрегулирован на среднее положение с введенным и удерживаемым блокировочным штифтом - в предвидении следующего запуска, требующего заблокированного положения фазорегулятора. Положение, на которое фазорегулятор кулачков был отрегулирован во время предшествовавшей последовательности операций выключения, может, таким образом, быть названо "положением по умолчанию".
На шаге 404 согласно программе выполняется диагностическая подпрограмма, как представлено на ФИГ. 7, для обнаружения условий, которые могут привести к снижению характеристик фазорегулятора кулачков. Если какие-либо из таких условий обнаружены, контроллер может установить соответствующие флаги, выдав команду блокировки фазорегулятора с введенным блокировочным штифтом, даже если по иным причинам блокировки фазорегулятора не требовалось. К примеру, блокировочный штифт может быть введен в ответ на обнаруженное повреждение аппаратной части фазорегулятора, - для предотвращения ненадлежащего управления положением фазорегулятора кулачков (в этом случае задаваемое и действительное положения фазорегулятора не совпадают). Дальнейшие примеры представлены на ФИГ. 7.
По завершении диагностики на шаге 404, программа переходит к шагу 406, на котором определяют, выполняется ли условие запуска из холодного состояния. Условие запуска из холодного состояния может быть подтверждено, если температура двигателя или температура катализатора очистки выхлопа ниже некоторой пороговой температуры и/или если с момента предшествующего выключения двигателя протекло некоторое граничное время. Если условие запуска двигателя из холодного состояния подтверждено, программа переходит к шагу 412, на котором контроллер двигателя может проверить, позволяют ли условия перемещение фазорегулятора кулачков из положения по умолчанию в положение сниженных показателей по выбросам для запуска двигателя из холодного состояния. Так, например, если температура масла в двигателе ниже пороговой, смещение фазорегулятора может быть замедлено вследствие более высокой вязкости масла в подсистема 220, что может привести к возникновению асинхронности условий работы двигателя и положений фазорегулятора кулачков. В некоторых примерах диагностическая программа, выполненная на шаге 404, может устанавливать флаг, указывающий на это условие (см. ФИГ. 7, шаг 740), так как возникновение асинхронии между условиями работы двигателя и положениями фазорегулятора кулачков может привести к неустойчивости горения и снижению эксплуатационных характеристик двигателя. В других примерах диагностическая программа на шаге 404 может устанавливать флаг, указывающий на снижение характеристик датчиков распределительного вала или снижение характеристик соленоидов, что делает автоматическое регулирование на положение для запуска двигателя из холодного состояния неэффективным.
Продолжая с шага 412, программа выясняет, позволяют ли условия эксплуатации двигателя произвести перемещение фазорегулятора кулачков, например, перемещение в положение, которое снижает выбросы при запуске из холодного состояния, и контроллер двигателя может выдать команду выполнить эту регулировку положения на шаге 416 соответственно программе 500 на ФИГ. 5. Если условия не позволяют произвести перемещение фазорегулятора кулачков, контроллер может на шаге 414 сохранять положение по умолчанию фазорегулятора - до тех пор, пока условия не позволят произвести его перемещение, например, до тех пор, пока двигатель не будет достаточно прогрет.Если положение по умолчанию - такое, в котором блокировочный штифт не введен, сохранение положения по умолчанию фазорегулятора кулачков может включать выдачу команды на фиксацию положения фазорегулятора в положении по умолчанию с автоматическим регулированием, - этот способ может выполняться согласно программе 500. Если положение по умолчанию является положением блокировки с введенным блокировочным штифтом, фазорегулятор может удерживаться в положении по умолчанию с введенным блокировочным штифтом - до тех пор, пока условия не позволят произвести перемещение фазорегулятора кулачков или разблокирование блокировочного штифта.
Продолжая программу на шаге 418, контроллер двигателя может определить, достаточно ли прогрет двигатель, например, путем определения, достигнута ли температура, превышающая температуру запуска катализатора очистки выхлопа. Если двигатель прогрет, контроллер может на шаге 424 отрегулировать фазорегулятор кулачков соответственно условиям эксплуатации двигателя. Когда дана команда на выполнение такой операции, фазорегулятор кулачков может эксплуатироваться в режиме автоматического регулирования до тех пор, пока условия не потребуют иного. Когда двигатель прогрет, положение фазорегулятора кулачков может быть отрегулировано так, чтобы обеспечить оптимальные эксплуатационные характеристики и экономию топлива. Если двигатель еще не прогрет на шаге 418, положение запаздывания фазорегулятора кулачков может быть сохранено на шаге 420 до тех пор, пока двигатель не прогреется.
Если, продолжая программу на шаге 406, определяют, что условия эксплуатации двигателя не включают условие запуска из холодного состояния, контроллер на шаге 408 может определить, выполняются ли условия горячего запуска или запуска вхолостую. Если условия горячего запуска или запуска вхолостую выполняются, контроллер на шаге 424 может отрегулировать фазорегулятор кулачков соответственно условиям эксплуатации двигателя. Когда дана команда на выполнение такой операции, фазорегулятор кулачков может эксплуатироваться в режиме автоматического регулирования до тех пор, пока условия не потребуют иного. После этого программа завершается.
Если, продолжая программу на шаге 408, определяют, что условия эксплуатации двигателя не включают условия горячего запуска или запуска вхолостую, контроллер на шаге 410 может определить, выполняются ли условия выключения. Если условия выключения выполняются, контроллер может определить для фазорегулятора надлежащее положение выключения, исходя из текущих условий эксплуатации двигателя, и отрегулировать фазорегулятор кулачков на это определенное положение выключения, как предусмотрено программой 600 на ФИГ. 6. После этого программа завершается.
На ФИГ. 5 представлена программа 500 для общего случая автоматического регулирования положения фазорегулятора кулачков. Программа начинается на шаге 502 с начальной диагностической подпрограммы, раскрытой на ФИГ. 7, которая может устанавливать или снимать флаги, указывающие, какой тип фазирования кулачков подходит для текущих условий работы двигателя. Так, например, первый флаг может указывать на то, что автоматическое регулирование не должно выполняться, а вместо этого фазорегулятор кулачков должен быть направлен к среднему положению с введением блокировочного штифта, в то время как другой флаг может указывать на то, что фазорегулятор должен удерживаться в конкретном положении без закрепления блокировочным штифтом. Положение, в котором фазорегулятор кулачков должен удерживаться без закрепления блокировочным штифтом, может быть определенным положением блокировки (например, средним положением) или положением опережения - или запаздывания относительно положения блокировки. К примеру, в ответ на обнаруженное снижение характеристик датчика положения кулачков, может быть установлен флаг, запрещающий автоматическое регулирование положения фазорегулятора кулачков, и, далее, выдана команда, направляющая фазорегулятор кулачков к среднему положению с введением блокировочного штифта. В другом примере в ответ на то, что температура масла в двигателе ниже пороговой, может быть установлен флаг, указывающий, что фазорегулятор кулачков должен удерживаться в его текущем положении без закрепления блокировочным штифтом. В принципе, если флаг был установлен при начале диагностической программы, то после устранения ранее обнаруженной неисправности двигателя этот флаг может быть снят, что позволяет возобновить автоматическое регулирование положения фазорегулятора кулачков.
Если, продолжая программу на шаге 504, диагностическая программа 700 устанавливает флаг, указывающий, что автоматическое регулирование неприменимо для текущих условий эксплуатации двигателя, программа 500 может завершаться. В противном случае способ продолжается шагом 506, на котором определяют, было ли определено и достижимо ли целевое положение удержания. Если диагностическая программа, выполненная на шаге 502, установила флаг, предлагающий некоторое целевое положение, в котором должен удерживаться фазорегулятор кулачков, к примеру положение блокировки, то для этой программы фазирования целевое положение удержания может быть установлено на шаге 508 как целевое положение кулачков. Нетрудно понять, что целевое положение удержания может быть любым положением в диапазоне перемещений фазорегулятора кулачков. В одном из примеров целевое положение удержания может быть положением запаздывания относительно нуля - в случае, когда выполняется команда выключения и ожидается запуск из холодного состояния. В этом случае удержание фазорегулятора в целевом положении запаздывания может обеспечить более высокий кпд двигателя во время запуска из холодного состояния, т.е. в условиях, когда активное фазирование неприменимо. Если флаг, указывающий целевое положение удержания, не установлен на шаге 506, целевое положение кулачков может быть определено на шаге 510, исходя из условий эксплуатации двигателя. Следует понимать, что целевое положение кулачков может быть любым положением в диапазоне фазорегулятора кулачков. К примеру, если сочетание условий работы двигателя и педальных вводов водителя формирует некоторые требования к характеристикам, целевое положение кулачков может быть установлено на положение опережения. Однако, если условия работы двигателя (например, низкая температура масла) указывают на то, что целевое положение неприменимо, положение кулачков может быть установлено на положение запаздывания. В другом примере, если условия работы двигателя и педальный ввод водителя формируют требование экономии топлива, целевое положение кулачков может быть установлено на положение запаздывания, однако если условия работы двигателя (например, работа на высоте) указывают опережающее положение кулачков, то целевое положение кулачков - опережающее. В другом примере (например, при высокой температуре масла), если условия эксплуатации двигателя и педальный ввод водителя указывают целевое положение кулачков, достаточно близкое к положению по умолчанию, то целевым положением является среднее положение без закрепления блокировочным штифтом.
После определения целевого положения, на шаге 512 контроллер может определить, введен ли блокировочный штифт фазорегулятора кулачков. То есть контроллер может определить, заблокирован фазорегулятор кулачков или разблокирован. В случае, когда автоматическое фазирование кулачков разрешено, но блокировочный штифт введен, на шаге 514 может выполняться представленный на ФИГ. 8 надежный способ разблокирования 800, чтобы позволить фазорегулятору кулачков переместиться в целевое положение кулачков.
После разблокирования фазорегулятора контроллер на шаге 516 может определить, является ли целевое положение фазорегулятора кулачков положением опережения или запаздывания относительно текущего положения фазорегулятора. Определение целевого положения фазорегулятора кулачков относительно текущего положения может базироваться на сравнении целевого положения с сигналом датчика положения кулачков. В одном из примеров, где целевое положение фазорегулятора кулачков совпадает с текущим положением фазорегулятора (или удалено от текущего положения не далее некоторого предельного расстояния), может быть дана команда переместить золотниковый клапан к нулевой зоне (и эксплуатировать в режиме удержания), если он еще не в нулевой зоне, - для того чтобы сохранить текущее положение.
Однако, если целевое положение фазорегулятора кулачков - опережающее относительно текущего положения, контроллер на шаге 522 может выдать команду переместить фазорегулятор кулачков из его текущего положения в целевое положение посредством управления золотниковым клапаном 311 в режиме опережения и перемещения золотника в зону опережения золотникового клапана. Как описано выше, положение золотника может быть изменено регулировкой рабочего цикла, задаваемого соленоиду золотникового клапана. Когда положение золотника клапана изменено, гидравлическое давление, создаваемое крутящим моментом кулачков, может быть использовано для того, чтобы продвинуть положение фазорегулятора кулачков к опережению. В частности, опережающие торсионные импульсы кулачков могут вызвать течение гидравлической жидкости из камеры запаздывания фазорегулятора через контур фазирования в камеру опережения фазорегулятора. Продвижение фазорегулятора кулачков к положению опережения может включать перемещение фазорегулятора кулачков из исходного положения, то есть более запаздывающего (то есть дальше от задней стенки камеры) к финальному положению, то есть менее запаздывающему (то есть ближе к задней стенке камеры). В одном из альтернативных примеров продвижение фазорегулятора кулачков к положению опережения может включать перемещение фазорегулятора кулачков из исходного положения запаздывания к положению блокировки (среднему положению). В еще одном примере продвижение фазорегулятора кулачков к положению опережения может включать перемещение фазорегулятора кулачков из исходного положения запаздывания (в зоне запаздывания) в финальное положение опережения (в зоне опережения). В еще одном примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением блокировки, и фазорегулятор кулачков может быть опережающе продвинут в целевое положение фазорегулятора кулачков, то есть в положение опережения. Кроме того, исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением меньшего опережения (например, ближе к передней стенке камеры), и фазорегулятор кулачков может быть опережающе продвинут в целевое положение фазорегулятора кулачков, то есть к положению большего опережения (например, дальше от передней стенки камеры). После этого выполняется команда фазирования; сигнал обратной связи от результирующего положения фазорегулятора кулачков может быть получен и использован контроллером для определения необходимости выдачи новой команды фазирования с целью дальнейшей регулировки положения фазорегулятора кулачков, чтобы достичь целевого значения положения кулачков. Так, например, если начальная команда позиционирования фазорегулятора не приводит к новому положению фазорегулятора кулачков в заданных допусках от целевого положения фазорегулятора, выдается следующая команда, чтобы переместить фазорегулятор кулачков ближе к целевому положению. Если требуется дополнительное фазирование кулачков, программа 500 может быть повторена.
В случае, когда целевое положение фазорегулятора кулачков это положение запаздывания относительно текущего положения фазорегулятора, контроллер до перемещения фазорегулятора в требуемое положение может выборочно отобразить расположенную между зонами удержания и запаздывания золотникового клапана промежуточную зону, также называемую в настоящем описании "беспоточной зоной", для улучшения команд запаздывания золотникового клапана. Это отображение может быть выполнено на шаге 518 (программой 1300, представленной на ФИГ. 13) до управления золотниковым клапаном 311 в зоне запаздывания рабочего цикла. Отображение может быть выполнено выборочно во время команд запаздывания, по прошествии некоторого предельного времени или расстояния с момента последней итерации отображения, в ходе отработки первого ряда команд запаздывания, выполняемых с момента начала данного цикла вождения транспортного средства. Периодическое адаптивное изучение беспоточной зоны улучшает управление положением фазорегулятора кулачков благодаря обновлению сохраненных значений рабочего цикла, соответствующему изменившимся скоростям запаздывания, которые могут быть заданы командами контроллера двигателя. В принципе, если значение рабочего цикла для наибольшей скорости запаздывания неточно и контроллер задает рабочий цикл по этому значению, может произойти несанкционированное срабатывание контура удержания, что может привести к непредсказуемым перемещениям фазирования. Например, фазорегулятор, получивший команду перемещаться к положению запаздывания, может быть заблокирован в текущем положении.
Следует понимать, что в одном из альтернативных вариантов осуществления зона удержания может располагаться рядом с зоной опережения, в этом случае контроллер может выборочно отобразить беспоточную зону, если целевое положение фазорегулятора кулачков - в положении опережения относительно текущего положения фазорегулятора. Отображение может происходить до выдачи на шаге 522 команды фазорегулятору кулачков переместиться в определенное ранее положение и может улучшить команды опережения золотниковому клапану. После отображения беспоточной зоны и обновления значений рабочего цикла для выдачи команды перемещения золотникового клапана 311 в зону запаздывания золотникового клапана, контроллер может на шаге 520 выдать команду переместить фазорегулятор кулачков из его текущего положения в целевое положение посредством управления золотниковым клапаном 311 в зоне запаздывания рабочего цикла. Следовательно, гидравлическое давление, создаваемое крутящим моментом кулачков, может быть использовано для достижения положения запаздывания фазорегулятора кулачков. В частности, кулачковые торсионные импульсы запаздывания могут вызвать течение гидравлической жидкости из камеры опережения фазорегулятора через контур фазирования в камеру запаздывания фазорегулятора.
В одном из примеров исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением большего опережения (дальше от передней стенки камеры), а целевое положение фазорегулятора кулачков может быть положением меньшего опережения, но в зоне опережения фазорегулятора (ближе к передней стенке камеры). В другом примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением опережения, а целевое положение фазорегулятора кулачков может быть положением блокировки. В еще одном примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением опережения, а целевое положение фазорегулятора кулачков может быть положением запаздывания (в зоне запаздывания фазорегулятора). В следующем примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением блокировки, а целевое положение фазорегулятора кулачков может быть положением запаздывания. В еще одном примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением меньшего запаздывания - ближе к задней стенке камеры, а целевое положение фазорегулятора кулачков может быть положением большего запаздывания - дальше от задней стенки камеры.
После того как выполнена команда фазирования, сигнал обратной связи от результирующего положения фазорегулятора кулачков может быть получен и использован контроллером для определения необходимости выдачи новой команды фазирования с целью регулировки положения фазорегулятора, чтобы достичь целевого значения положения кулачков. Так, например, если начальная команда не приводит к положению фазорегулятора кулачков в заданных допусках от целевого положения фазорегулятора, то может потребоваться дополнительное фазирование кулачков, и программа 500 может быть выполнена повторно, чтобы привести положение фазорегулятора кулачков ближе к целевому положению с помощью автоматического регулирования.
Если определено, что выполняются условия выключения, например на шаге 410 программы 400, то может быть выполнена приведенная для примера программа 600 надлежащего позиционирования фазорегулятора кулачков в предвидении тех или иных условий начала следующего цикла вождения. Целевое положение выключения может быть определено на шаге 602, исходя из условий эксплуатации двигателя. Так, например, если датчик температуры окружающего воздуха показывает, что температура окружающего воздуха очень низка (ниже нижней пороговой температуры), то кулачки при выключении могут быть позиционированы с опережением, чтобы в следующем запуске был создан компрессионный нагрев. В другом примере, если выполняются условия высокой окружающей температуры (выше верхней пороговой температуры), то кулачки при выключении могут быть позиционированы с запаздыванием, чтобы снизить вероятность детонации двигателя и достичь при следующем запуске двигателя более плавного разгона. Таким образом, когда положение выключения фазорегулятора кулачков упоминается в контексте исходного положения фазирования газораспределителя при начале следующего цикла вождения, это положение может также быть названо "положением по умолчанию". Следует понимать, что при среднем положении фазорегулятора РФК (VCT) кулачков, положение выключения может быть любым положением в диапазоне перемещений фазорегулятора кулачков. Далее, фазорегулятор кулачков может выключаться в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом или в любом положении, включая положение блокировки, в диапазоне перемещений фазорегулятора без закрепления блокировочным штифтом. Следует понимать, что положение выключения, в котором блокировочный штифт не введен, при запуске допускает позиционирование по умолчанию фазорегулятора кулачков в каком-то другом, а не в среднем положении. В таком случае фазорегулятор может удерживаться в этом положении по умолчанию при следующем запуске с помощью автоматического регулирования фазирования газораспределителя до тех пор, пока температура масла в двигателе не превысит критическую температуру. Выключение при среднем положении с введенным блокировочным штифтом может быть желательным, например для того, чтобы разрешить короткие времена запуска и снизить выбросы. В другом примере может предполагаться запуск из холодного состояния в следующем цикле вождения; в этом случае может быть желательна выдача команды выключения в положении запаздывания. Выключение в положении запаздывания может указывать контроллеру, что фазорегулятор кулачков должен удерживаться в этом положении запаздывания при следующем запуске двигателя.
Продолжая программу на шаге 604, определяют, было ли положение выключения положением блокировки. Если положение выключения, которое было определено, является положением блокировки с введенным блокировочным штифтом, фазорегулятор кулачков на шаге 608 может быть перемещен, если требуется, к положению блокировки, и может быть введен блокировочный штифт, чтобы удерживать фазорегулятор кулачков в заблокированном положении. В одном из примеров фазорегулятор кулачков мог быть в некотором положении, отличном от положения блокировки, без закрепления блокировочным штифтом; в этом случае золотниковый клапан может быть перемещен к зоне удержания с тем, чтобы перевести фазорегулятор кулачков к положению блокировки. Как представлено на ФИГ. 9, золотниковый клапан может быть перемещен к зоне удержания согласно способу 900, чтобы ввести блокировочный штифт. В одном из альтернативных примеров фазорегулятор кулачков мог удерживаться в некотором положении блокировки без закрепления блокировочным штифтом; в этом случае золотниковый клапан может быть перемещен к зоне удержания согласно способу 900, чтобы ввести блокировочный штифт. В еще одном примере фазорегулятор кулачков мог быть в заблокированном положении с введенным блокировочным штифтом до того, как было определено положение выключения; в этом случае никаких перемещений фазирования может не потребоваться. Можно принять, что положение выключения будет в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом, если условия работы двигателя на шаге 602 не разрешают автоматическое регулирование фазорегулятора. После перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки и введения блокировочного штифта двигатель может быть выключен на шаге 610, что завершает способ 600.
Продолжаем с шага 604; если положение выключения - не в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом, целевое положение кулачков может быть установлено на шаге 616 на положение выключения, определенное на шаге 602. После этого могут последовать различные процедуры позиционирования фазорегулятора кулачков, исходя из того, как расположено положение выключения относительного текущего положения фазорегулятора кулачков. В случае, когда положение выключения совпадает с текущим положением фазорегулятора кулачков, двигатель может быть выключен на шаге 628 без предварительного дополнительного фазирования, и способ 600 завершается.
На шаге 618 может быть определено, является ли положение выключения опережающим относительно текущего положения. В случае, когда положение выключения является опережающим относительно текущего положения фазорегулятора кулачков, на шаге 620 контроллер двигателя может выдать команду переместить фазорегулятор кулачков из его текущего положения к положению выключения по способу 500 на ФИГ. 5, с положением выключения в качестве целевого положения. При этом фазорегулятор кулачков может быть опережающе продвинут к положению выключения посредством перемещения золотникового клапана в зону опережения. В одном из примеров исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением запаздывания, а положение выключения может быть положением меньшего запаздывания в зоне запаздывания. В другом примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением запаздывания, а положение выключения может быть положением блокировки без закрепления блокировочным штифтом. В еще одном примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением запаздывания, а положение выключения может быть положением опережения. В следующем примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением блокировки, с закреплением или без закрепления блокировочным штифтом, а положение выключения может быть положением опережения. В еще одном примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением опережения, а положение выключения может быть положением большего опережения. После этого выполняется команда фазирования, сигнал обратной связи от результирующего положения фазорегулятора кулачков может быть получен и использован контроллером для определения необходимости выдачи новой команды фазирования с целью дальнейшего регулировочного перемещения фазорегулятора кулачков к целевому положению кулачков, т.е. в случае, когда начальные команды не приводят к новому положению фазорегулятора кулачков в заданных допусках от положения выключения. Если требуется дополнительное фазирование кулачков, способ 500 может быть выполнен повторно с фиксированным целевым положением, заданным как положение выключения. Когда фазорегулятор кулачков оказался в заданных допусках от положения выключения, двигатель может быть выключен на шаге 612, чем и завершается способ 600.
В случае, когда положение выключения - это положение запаздывания относительно текущего положения фазорегулятора кулачков, контроллеру до перемещения золотникового клапана 311 в зону запаздывания рабочего цикла может прежде всего потребоваться обновить текущие данные по "беспоточной зоне" на шаге 624 (согласно способу 1300). Это адаптивное изучение может быть предпочтительно для управления фазорегулятором кулачков, так как в этом процессе обновляются сохраненные значения рабочего цикла соответственно изменившимся скоростям запаздывания, которые могут быть заданы контроллером 306 двигателя. Если значение рабочего цикла для наибольшей скорости запаздывания неточно и контроллер задает рабочий цикл по этому значению, может произойти несанкционированное срабатывание контура удержания, что приведет к непредсказуемым перемещениям фазирования.
Следует понимать, что в одном из альтернативных примеров зона удержания может располагаться рядом с зоной опережения, а не с зоной запаздывания; в этом случае адаптивное изучение беспоточной зоны может произойти до шага 620, когда положение выключения еще является опережающим относительно текущего положения фазорегулятора кулачков. В этом примере процесс изучения может обновлять сохраненные значения рабочего цикла соответственно изменившимся скоростям опережающего перемещения, которые могут быть заданы контроллером 306 двигателя.
Когда надлежащие значения рабочего цикла для выдачи команд на золотниковый клапан 311 в рабочей зоне запаздывания установлены, контроллер на шаге 626 может выдать команду переместить фазорегулятор кулачков из его текущего положения к положению выключения согласно способу 500 на ФИГ. 5, с целевым положением, заданным как положение выключения. В одном из примеров исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением опережения, а положение выключения может быть в положении меньшего опережения в зоне запаздывания. В другом примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением опережения, а положение выключения может быть положением блокировки без закрепления блокировочным штифтом. В еще одном примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением опережения, а положение выключения может быть положением запаздывания. В следующем примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением блокировки, с закреплением или без закрепления блокировочным штифтом, а положение выключения может быть положением запаздывания. В другом примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть положением запаздывания, а положение выключения может быть положением большего запаздывания. После этого выполняется команда фазирования; сигнал обратной связи от результирующего положения фазорегулятора кулачков может быть получен и использован контроллером для определения необходимости выдачи новой команды фазирования с целью дальнейшей регулировки положения фазорегулятора кулачков, чтобы достичь целевого значения положения кулачков, т.е. если начальные команды не приводят к новому положению фазорегулятора кулачков в заданных допусках от положения выключения. Если требуется дополнительное фазирование кулачков, программа 500 может быть выполнена с фиксированным целевым положением в качестве положения выключения. Когда фазорегулятор кулачков оказывается в заданных допусках от положения выключения, двигатель может быть выключен на шаге 626, чем и завершается способ 600.
Рассмотрим теперь ФИГ. 7А; на ней раскрыт способ 700 определения того, следует ли перевести фазорегулятор кулачков к положению блокировки и удерживать фазорегулятор кулачков в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом, или следует перевести фазорегулятор кулачков к положению блокировки и удерживать фазорегулятор кулачков в положении блокировки без закрепления блокировочным штифтом - или же следует переводить фазорегулятор с автоматическим регулированием фаз газораспределителя. Перемещение фазорегулятора кулачков к положению блокировки может включать первичное перемещение золотникового клапана в одну из зон - опережения или запаздывания, а затем перемещение золотникового клапана к нулевой зоне, как раскрыто в способе 900. Удерживание фазорегулятора кулачков в положении блокировки без закрепления блокировочным штифтом может включать сохранение положения золотникового клапана в нулевой зоне. Удерживание фазорегулятора кулачков в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом может включать перемещение золотникового клапана к зоне удержания для введения блокировочного штифта.
На шаге 702 оценивают условия эксплуатации двигателя. Оцененные условия могут включать, например, обороты двигателя, температуру двигателя, а также создаваемые двигателем температуру масла и давление. Кроме того, сигналы одного или нескольких датчиков, выполненных для определения положения кулачков, могут быть считаны с целью обнаружения поломок различных частей оборудования. На шаге 704 может быть проведено сравнение создаваемого двигателем давления масла с пороговым давлением. Если создаваемое двигателем давление масла ниже порогового давления, на шаге 708 могут быть приняты меры с целью перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки и удерживанию фазорегулятора в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом. На шаге 706, если фазорегулятор кулачков ранее удерживался в положении блокировки без введения блокировочного штифта, флаг, который показывает, что фазорегулятор кулачков удерживается в этом положении без закрепления блокировочным штифтом, может быть снят в предвидении установления флага, указывающего, что фазорегулятор кулачков удерживается в этом положении с введенным блокировочным штифтом. На шаге 708 могут быть выполнены шаги согласно способу 710 (ФИГ. 7В) с целью перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки и ведения блокировочного штифта. При первом условии, именно когда обороты двигателя выше, перемещение фазорегулятора к положению блокировки может включать предварительное позиционирование фазорегулятора кулачков в положение, опережающее положение блокировки, причем конкретное положение определяется величинами и частотами импульсов кручения кулачков, например величинами и частотами торсионных импульсов запаздывания. В этом варианте фазорегулятор кулачков может быть перемещен к положению блокировки торсионными импульсами запаздывания. При втором условии, именно когда обороты двигателя ниже, перемещение фазорегулятора к положению блокировки может включать перемещение фазорегулятора непосредственно к положению блокировки без предварительного позиционирования. При любом условии, как первом, так и втором, удерживание фазорегулятора в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом может включать перемещение золотникового клапана из нулевой зоны к зоне удержания, чтобы ввести блокировочный штифт. При первом условии золотниковый клапан может быть перемещен из нулевой зоны к зоне удержания во время торсионных импульсов кулачков. При втором условии золотниковый клапан может быть перемещен из нулевой зоны к зоне удержания в промежутках между торсионными импульсами кулачков. Затем может быть отслежено давление моторного масла, и фазорегулятор кулачков может быть перемещен в некоторое положение без введения блокировочного штифта, когда давление масла выше порогового давления, как раскрыто далее в способе 710.
Продолжаем программу на шаге 704; если давление моторного масла, согласно выполняемой оценке, оказывается выше порогового давления, на шагах 714, 716, 718, 722 могут быть оценены различные параметры распределительного вала, и обнаруженное снижение любого из оцененных параметров может вызвать принятие общих мер. Конкретно, на шаге 714 может быть определено наличие снижения параметров соленоида золотникового клапана, выявленное диагностикой электрической цепи соленоида. На шаге 716 может быть определено, имеется ли рассогласование между распределительным и коленчатым валами, определенное на основе диагностики положения кулачков. На шаге 718 может быть определено, имеется ли снижение параметров датчика положения распределительного вала, определенное на основе диагностики электрической цепи датчика положения кулачков. В ответ на обнаруженное снижение параметров одного или нескольких элементов: соленоида золотникового клапана, датчика положения кулачков и/или контура удержания, - или, далее, если идентифицирована несанкционированная работа в беспоточной зоне, или если получена команда выключения двигателя с фазорегулятором в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом, - фазорегулятор кулачков может быть перемещен к положению блокировки и может удерживаться в этом положении блокировки с введенным на шаге 726 блокировочным штифтом. Кроме того, может быть установлен флаг, указывающий, что фазорегулятор кулачков должен удерживаться в этом положении с введенным блокировочным штифтом.
В одном из примеров, при первом условии, именно когда обороты двигателя выше, перемещение фазорегулятора к положению блокировки может включать предварительное позиционирование фазорегулятора кулачков в положении, опережающем положение блокировки, причем конкретное положение определяется величинами и частотами торсионных импульсов кулачков. В этом варианте фазорегулятор кулачков может быть перемещен к положению блокировки торсионными импульсами запаздывания. При втором условии, именно когда обороты двигателя ниже, перемещение фазорегулятора к положению блокировки может включать перемещение фазорегулятора непосредственно к положению блокировки без предварительного позиционирования. При любом условии, как первом, так и втором, удерживание фазорегулятора в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом может включать перемещение золотникового клапана из нулевой зоны к зоне удержания, чтобы ввести блокировочный штифт. При первом условии золотниковый клапан может быть перемещен из нулевой зоны к зоне удержания во время торсионных импульсов кулачков. При втором условии золотниковый клапан может быть перемещен из нулевой зоны к зоне удержания в промежутках между торсионными импульсами кулачков. Упоминаемые в настоящем описании торсионные импульсы могут быть торсионными импульсами запаздывания распределительного вала.
Если ни одно из четырех условий 714, 716, 718 и 722 не подтверждено, текущая температура моторного масла может быть оценена и сопоставлена с пороговой температурой на шаге 732. Пороговая температура может базироваться на скорости распределительного вала. Низкая температура двигателя может привести к высокой вязкости гидравлического масла, что может вызвать замедленный отклик фазорегулятора при автоматическом регулировании фаз газораспределителя. Замедленный отклик фазорегулятора может привести к снижению эксплуатационных характеристик двигателя. В случае, когда замеренная температура масла в двигателе выше пороговой температуры, на шаге 746 может быть возобновлена работа фазорегулятора кулачков с автоматическим регулированием фаз газораспределителя. Если фазорегулятор удерживался в положении блокировки, с закреплением или без закрепления блокировочным штифтом, прежде всего может быть снят флаг, указывающий, что условия допускают автоматическое регулирование фаз газораспределителя. Работа с автоматическим регулированием может включать, прежде всего, вывод блокировочного штифта, если фазорегулятор кулачков удерживался в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом. Если блокировочный штифт не был введен, работа с автоматическим регулированием может включать сохранение состояния с выведенным блокировочным штифтом.
Если замеренная температура масла в двигателе ниже пороговой температуры, фазорегулятор кулачков на шаге 734 может быть автоматически перемещен к положению блокировки и удержан в положении блокировки без закрепления блокировочным штифтом. Затем фазорегулятор может удерживаться в положении блокировки без закрепления блокировочным штифтом в течение заданного времени. В течение всего этого времени температура масла в двигателе может отслеживаться. На шаге 736, если температура масла в двигателе не поднялась за указанное время выше пороговой температуры, золотниковый клапан может быть перемещен на шаге 740 к зоне удержания, чтобы снизить создаваемое двигателем давление масла, действующее в контуре блокировки, и провести закрепление блокировочным штифтом. Альтернативно, если за указанное время не получено других команд на введение блокировочного штифта, то, по истечении этого времени, золотниковый клапан может быть автоматически перемещен к зоне удержания для введения блокировочного штифта и удержания фазорегулятора в заблокированном положении с введенным блокировочным штифтом. В другом варианте фазорегулятор кулачков удерживается в положении блокировки с выведенным на шаге 738 блокировочным штифтом. В принципе, когда блокировочный штифт выведен, фазорегулятор кулачков, скорее, может колебаться около положения блокировки, чем удерживаться неподвижно в положении блокировки, что может иметь место, когда блокировочный штифт введен. Таким образом, если замеренная температура масла в двигателе поднимается выше пороговой температуры вскоре после начального перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки с выведенным блокировочным штифтом, фазорегулятор кулачков может работать с автоматическим регулированием без предварительного вывода блокировочного штифта, тем самым снижается время отклика на требование установки исходной фазы.
В одном из примеров способ 700 может выполняться в системе двигателя, содержащей: цилиндр двигателя с клапанами; кулачки, соединенные с распределительным валом для привода клапанов; фазорегулятор газораспределителя для регулирования установки фаз клапанного распределения, причем фазорегулятор приводится с использованием крутящего момента, передаваемого от кулачков, и фазорегулятор содержит контур блокировки с блокировочным штифтом; а также содержащей приводимый соленоидом золотниковый клапан регулировки положения фазорегулятора. Система двигателя может, далее, содержать контроллер с машиночитаемыми командами, записанными в энергонезависимой памяти для того, чтобы получать команду на перемещение фазорегулятора в желаемое положение и, в ответ на эту команду, перемещать золотниковый клапан для использования гидравлического давления, создаваемого крутящим моментом кулачков, отдельно от создаваемого двигателем давления масла, с целью перемещения фазорегулятора в желаемое положение. Контроллер может затем удерживать фазорегулятор в желаемом положении с выведенным блокировочным штифтом в течение некоторого времени, при этом блокировочный штифт удерживается выведенным под действием создаваемого двигателем давления масла, действующего в контуре блокировки. В ответ на то, что создаваемое двигателем давление масла ниже порогового давления, или на то, что температура масла ниже пороговой температуры во время удерживания, контроллер может переместить золотниковый клапан к зоне удержания, чтобы снизить создаваемое двигателем давление масла, действующее в контуре блокировки, и ввести блокировочный штифт. Контроллер может содержать дальнейшие команды для перемещения, по прошествии этого времени, золотникового клапана к зоне удержания с целью введения блокировочного штифта. Контроллер может также принимать команду на разблокирование фазорегулятора; и, в ответ на то, что создаваемое двигателем давление масла выше порогового давления, или на то, что температура масла выше пороговой температуры, - в обоих случаях контроллер может переместить золотниковый клапан из зоны удержания. Для сравнения: в ответ на то, что создаваемое двигателем давление масла ниже порогового давления или температура масла ниже пороговой температуры, - в обоих случаях контроллер может сохранить золотниковый клапан в зоне удержания. Таким образом, время отклика фазорегулятора кулачков может быть улучшено посредством селективного введения блокировочного штифта при определенных условиях - и посредством удерживания фазорегулятора кулачков в положении блокировки без закрепления блокировочным штифтом при других условиях.
В случае, когда на шаге 704 выявляется низкое давление масла, создаваемое двигателем, может выполняться способ 710 (ФИГ. 7 В) для обеспечения того, что несанкционированное срабатывание контура удержания (333 на ФИГ. 3) не изменит способность контура фазирования управлять положением фазорегулятора кулачков. В частности, состояние золотникового клапана может быть отрегулировано перемещением к зоне удержания, чтобы снизить создаваемое двигателем давление масла, действующее в контуре блокировки фазорегулятора, разрешая тем самым ввод блокировочного штифта и закрывая проток гидравлической жидкости привода кулачков через контуры фазирования. Способ 710 может выполняться, даже когда давление гидравлического масла торсионного привода кулачков, отдельно от создаваемого двигателем давления масла, достаточно высоко, чтобы перемещать фазорегулятор газораспределителя посредством задействования крутящего момента кулачков и золотникового клапана.
На шаге 746 (ФИГ. 7В) золотниковый клапан фазорегулятора кулачков перемещают к зоне удержания, например по способу 900 ФИГ. 9, и запускают таймер для отсчета предельного времени ожидания. Перемещение золотникового клапана к зоне удержания вызывает удерживание положения фазорегулятора кулачков введенным блокировочным штифтом, тем самым "жестко закрепляя" положение фазорегулятора. После жесткого закрепления фазорегулятора кулачков создаваемое двигателем давление масла в системе РФК (VCT) отслеживается на шаге 748. Если создаваемое двигателем давление масла в течение продолжительного времени превышает заранее заданное пороговое значение, способ 710 может вернуться к диагностической программе 700, и программа 710 завершается. Если создаваемое двигателем давление масла в течение продолжительного времени не превышает пороговое значение, на шаге 756 может быть определено, протекло ли предельное время с момента запуска таймера на шаге 746. Создаваемое двигателем давление масла может непрерывно отслеживаться до тех пор, пока не истечет предельное время. Когда предельное время истекло, холостые обороты двигателя могут быть увеличены на шаге 758 с тем, чтобы повысить давление масла подсистемы подачи масла, тем самым поднимая выше порогового значения создаваемое двигателем давление масла, воздействующее на блокировочный штифт в контуре блокировки. Кроме того, сбрасывается таймер. Таким образом, фазорегулятор кулачков может удерживаться в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом до тех пор, пока создаваемое двигателем давление масла достаточно высоко, чтобы поддерживать достаточное давление в контуре блокировки для удержания блокировочного штифта в выведенном состоянии. Это предупреждает несанкционированное срабатывание контура удержания фазорегулятора кулачков.
На ФИГ. 7С представлен пример регулировки положения фазорегулятора кулачков регулировками золотникового клапана в ответ на создаваемое двигателем давление масла. Конкретно, на графиках 760 представлены создаваемое двигателем давление масла - график 770, создаваемое крутящим моментом кулачков давление масла в фазорегуляторе - график 780 и рабочий цикл соленоида золотникового клапана - график 790. Все графики показаны в функции от времени, отложенного по оси x. До момента времени t1 создаваемое крутящим моментом кулачков гидравлическое давление в контуре фазирования фазорегулятора, а также создаваемое оборотами двигателя системное давление масла в контурах удержания и блокировки фазорегулятора - оба могут быть выше, соответственных пороговых значений. В это время установление фаз газораспределителя может регулироваться перемещением фазорегулятора под действием создаваемого крутящим моментом кулачков гидравлического давления. В принципе, создаваемое крутящим моментом кулачков гидравлическое давление может быть отделено от создаваемого двигателем гидравлического давления.
В момент t1 создаваемое двигателем давление масла может упасть ниже порогового давления 772, в то время как создаваемое крутящим моментом кулачков давление масла в фазорегуляторе остается выше порога 782. В ответ на падение создаваемого двигателем давления масла контроллер двигателя может заблокировать положение фазорегулятора введением блокировочного штифта. Введение блокировочного штифта может выключить из работы контур фазирования, предотвращая, таким образом, конкуренцию между контуром фазирования и контуром удержания. Конкретно, в момент t1 рабочий цикл золотникового клапана фазорегулятора может быть переброшен от команды фазирования команде удержания - для перемещения золотникового клапана к зоне удержания. Посредством перемещения золотникового клапана к зоне удержания фазорегулятор кулачков может быть перемещен к среднему положению пропуском гидравлической жидкости, скорее, по линиям контура удержания, чем по линиям контура фазирования. В этом примере импульсы крутящего момента распределительного вала могут оставаться неиспользованными при регулировочном перемещении распределительного вала к среднему положению. Далее, перемещение золотникового клапана к зоне удержания может еще более понизить создаваемое двигателем давление масла в контуре блокировки, разрешая ввод блокировочного штифта.
В интервале между моментами t1 и t2 создаваемое двигателем давление масла может оставаться ниже порогового, в то время как создаваемое двигателем давление масла остается выше пороговой величины 782. Соответственного, в это время фазорегулятор кулачков может удерживаться в среднем положении с введенным блокировочным штифтом. В момент t2 может быть определено, что предельное время с момента t1 ввода блокировочного штифта протекло без подъема давления моторного масла. Таким образом, в момент t2 холостые обороты двигателя (не показаны) могут быть увеличены, чтобы способствовать увеличению давления моторного масла. В интервале между моментами t2 и t3, благодаря повышению холостых оборотов двигателя, создаваемое двигателем давление масла поднимется выше порогового давления 772 и удерживается выше порогового давления 772 к моменту t3. В ответ на подъем и удержание создаваемого двигателем давления масла выше порогового давления 772, золотниковый клапан в момент t3 может быть перемещен из зоны удержания, как показано скачком на графике рабочего цикла. Так, например, золотниковый клапан может быть перемещен из зоны удержания в одну из следующих зон: нулевую, опережения или запаздывания. Посредством перемещения золотникового клапана из зоны удержания может быть увеличено создаваемое двигателем гидравлическое давление в контуре блокировки фазорегулятора, тем самым может быть осуществлен вывод блокировочного штифта и разрешено перемещение фазорегулятора кулачков.
В принципе, если оба давления - создаваемое двигателем давление масла и давление масла, создаваемое крутящим моментом распределительного вала, -остаются выше соответственных пороговых значений, удерживание фазорегулятора кулачков в среднем положении может включать первичное перемещение золотникового клапана в одну из зон - опережения или запаздывания, с целью перемещения фазорегулятора к среднему положению с помощью импульсов крутящего момента распределительного вала.
На ФИГ. 8 представлен способ 800 для надежного вывода блокировочного штифта фазорегулятора до начала автоматического регулирования перемещения к желаемому разблокированному положению. В одном из примеров программа ФИГ. 8 может выполняться в ответ на команду фазирования, требующую вывода блокировочного штифта из выточки и регулировочного перемещения фазорегулятора кулачков к заданному разблокированному положению. Способ включает следующие шаги: в ответ на команду перемещения фазорегулятора из положения блокировки с введенным блокировочным штифтом, переводят золотниковый клапан от зоны удержания за пределы нулевой зоны и плавно проводят золотниковый клапан через нулевую зону, отслеживая в то же время перемещение фазорегулятора от заблокированного положения. Команда плавно проводить золотниковый клапан через нулевую зону может снизить боковую нагрузку на блокировочный штифт, которая в противном случае может возникнуть, если команды золотникового клапана потребуют очень сильно регулировать положение фазорегулятора кулачков в то время, когда блокировочный штифт все еще введен. Если фазорегулятор кулачков приводится торсионно, в то время как блокировочный штифт введен, на блокировочный штифт от фазорегулятора кулачков может быть передан возникший в результате крутящий момент, альтернативно называемый боковой нагрузкой. Боковая нагрузка может привести к существенным ошибкам позиционирования фазорегулятора, так как мешает торсионному приводу фазорегулятора кулачков. Таким образом, плавный провод через нулевую зону может облегчить и ускорить вывод блокировочного штифта, одновременно снижая механическое напряжение блокировочного штифта. В принципе, это повышает срок службы аппаратных частей фазорегулятора.
Команда на применение способа 800 может быть отдана только при выбранных условиях, которые допускают нахождение фазорегулятора кулачков в положении, отличном от положения блокировки с введенным блокировочным штифтом.
На шаге 802 может быть определено, удерживается ли фазорегулятор кулачков в текущем положении введенным блокировочным штифтом. То есть может быть определено, жестко ли заблокирован фазорегулятор кулачков в данное время. Если контроллер двигателя затребовал перемещение фазорегулятора кулачков из положения блокировки с введенным блокировочным штифтом к новому положению, а также удержание фазорегулятора кулачков в этом новом положении, то это положение удержания может быть задано на шаге 804 как целевое положение кулачков для данной программы фазирования. Следует понимать, что положение удержания может быть любым положением в диапазоне перемещений фазорегулятора кулачков, включая положения опережения или запаздывания относительно положения блокировки. В одном из примеров положение удержания может быть положением запаздывания относительно нуля в случае, когда выполняется команда выключения и ожидается запуск из холодного состояния. В этом случае положение удержания, то есть положение запаздывания, может обеспечить увеличенный кпд двигателя во время запуска из холодного состояния -в таких условиях активное фазирование может быть не разрешено. Если контроллер двигателя не требует перемещения или удержания фазорегулятора кулачков в конкретном положении, его целевое положение может быть определено на шаге 806, исходя из условий эксплуатации двигателя. Следует понимать, что целевое положение кулачков может быть любым положением в диапазоне перемещений фазорегулятора кулачков, включая положения опережения или запаздывания относительно положения блокировки. Так, например, если датчик температуры окружающего воздуха показывает, что температура окружающего воздуха очень низка (ниже нижней пороговой температуры), то кулачки при выключении могут быть позиционированы с опережением, чтобы получить при следующем запуске компрессионный нагрев, способствующий испарению. В другом примере, если определены условия высокой окружающей температуры (выше верхней пороговой температуры), то кулачки при выключении могут быть позиционированы с запаздыванием, чтобы снизить вероятность детонации двигателя и достичь более плавного разгона при следующем запуске двигателя.
На шаге 808 целевое положение сравнивают с текущим положением фазорегулятора кулачков, чтобы определить, требуется ли опережающее или запаздывающее фазирование. Если целевое положение фазорегулятора кулачков - опережающее относительно текущего положения фазорегулятора, то для контролируемого вывода блокировочного штифта из фазорегулятора кулачков могут выполняться шаги 812-822 подпрограммы 810. Если целевое положение фазорегулятора кулачков - запаздывающее относительно текущего положения фазорегулятора, то для контролируемого вывода блокировочного штифта из фазорегулятора кулачков могут выполняться шаги 832-842 подпрограммы 830. Следует понимать, что целевое положение кулачков после разблокирования может также быть положением блокировки. В этом случае может быть дана команда перевести рабочий цикл непосредственно в нулевую зону золотникового клапана, поскольку дальнейшего фазирования может не потребоваться.
Нижеследующая подпрограмма 810 установки опережения фазорегулятора может вначале на шаге 812 перебросить золотниковый клапан от зоны удержания к положению запаздывания около нулевой зоны. Затем, на шаге 814, золотниковый клапан может быть плавно проведен вверх через нулевую зону к зоне опережения. Такие факторы, как, например, обороты двигателя, температура масла в двигателе и т.д., могут повлиять на скорость перемещения фазорегулятора, и, в принципе, эти факторы должны учитываться при определении скорости изменения рабочего цикла золотникового клапана. В одном из примеров скорость плавного проведения может уменьшаться по мере возрастания одного или нескольких параметров двигателя, именно давления масла и температуры масла в двигателе, и увеличиваться по мере возрастания одного или нескольких параметров двигателя, именно оборотов двигателя и предшествовавшего времени отклика разблокирования. В то время как золотниковый клапан плавно проводится через нулевую зону к зоне опережения, наличие перемещения фазорегулятора кулачков может непрерывно отслеживаться. Упомянутое плавное проведение может быть продолжено на шаге 820 до тех пор, пока на шаге 816 не будет пройдена заранее заданная временная граница, или пока на шаге 818 не будут обнаружены изменения положения фазорегулятора кулачков; перемещение фазорегулятора кулачков указывает на то, что блокировочный штифт выведен. Когда перемещение фазорегулятора кулачков обнаружено, плавная проводка прерывается, и автоматическое регулирование рабочего цикла возобновляется на шаге 822 (по схеме ФИГ. 5), чтобы направить фазорегулятор кулачков к его заданному командой положению опережения. При альтернативном возобновлении автоматического регулирования положения фазорегулятора кулачков по истечении предельного времени, может быть обеспечено максимальное время отклика на запрос фазирования при любом влиянии боковой нагрузки блокировочного штифта на перемещение фазорегулятора кулачков. Посредством перемещения золотникового клапана к зоне опережения путем плавной проводки через нулевую зону, опережение фазорегулятора может быть достигнуто более надежно.
Нижеследующая подпрограмма 830 установки запаздывания фазорегулятора может вначале на шаге 832 перебросить золотниковый клапан от зоны удержания к положению опережения около нулевой зоны. Затем, на шаге 834, золотниковый клапан может быть плавно проведен вниз через нулевую зону к зоне запаздывания. Такие факторы, как, например, обороты двигателя, температура масла в двигателе и т.д., могут повлиять на скорость перемещения фазорегулятора, и, в принципе, эти факторы должны учитываться при определении скорости изменения рабочего цикла золотникового клапана. В одном из примеров скорость плавного проведения может уменьшаться по мере возрастания одного или нескольких параметров двигателя, именно давления масла и температуры масла в двигателе, и увеличиваться по мере возрастания одного или нескольких параметров двигателя, именно оборотов двигателя и предшествовавшего времени отклика разблокирования. В то время как золотниковый клапан плавно проводится через нулевую зону к зоне запаздывания, наличие перемещения фазорегулятора кулачков может непрерывно отслеживаться. Упомянутое плавное проведение может быть продолжено на шаге 840 до тех пор, пока на шаге 836 не будет пройдена заранее заданная временная граница или пока на шаге 838 не будут обнаружены изменения положения фазорегулятора кулачков; перемещение фазорегулятора кулачков указывает на то, что блокировочный штифт выведен. Когда перемещение фазорегулятора кулачков обнаружено, плавная проводка прерывается, и автоматическое регулирование рабочего цикла может быть возобновлено на шаге 832 (по схеме ФИГ. 5), чтобы направить фазорегулятор кулачков к его заданному командой положению запаздывания. При альтернативном возобновлении автоматического регулирования положения фазорегулятора кулачков по истечении предельного времени, может быть обеспечено максимальное время отклика на запрос фазирования, несмотря на возможное влияние боковой нагрузки блокировочного штифта на перемещение фазорегулятора кулачков. Посредством перемещения золотникового клапана к зоне запаздывания путем плавной проводки через нулевую зону, запаздывание фазорегулятора может быть достигнуто более надежно.
Кроме облегчения выемки блокировочного штифта, программа 800 может также обеспечить начальное смещение фазорегулятора кулачков к заданному командой положению посредством требования, чтобы золотниковый клапан заканчивал фазирование к заданному командой направлению в конце плавной проводки. Таким образом, программа 800 может ускорить как процесс разблокирования фазорегулятора кулачков, так и процесс перемещения фазорегулятора кулачков к его заданному командой положению.
На ФИГ. 8В выполнение подпрограмм 810 и 830 проиллюстрировано графиками, соответственно, 850 и 860. На обоих графиках представлены изменения в зависимости от времени рабочих циклов золотникового клапана на шагах 852 и 862, соответственно.
На графике 850 показан рабочий цикл 852, связанный с разблокированием фазорегулятора кулачков и позиционированием его с опережением относительно среднего положения, как раскрыто, например, в подпрограмме 810. До момента t1 рабочий цикл отрегулирован на команду нахождения золотникового клапана в зоне удержания, для того чтобы сохранять ввод блокировочного штифта 325 в выточке 327. В момент t1, в ответ на команду опережающего фазирования, рабочий цикл перебрасывается в точку команды перевода золотникового клапана в низкоскоростной режим запаздывания, как раскрыто на шаге 812. Конкретно, золотниковый клапан перебрасывается в место, расположенное вне нулевой зоны, со стороны запаздывания нулевой зоны. Затем рабочий цикл плавно прирастает в интервале между моментами t1 и t2 через нулевую зону к зоне опережения, при одновременном отслеживании перемещения фазорегулятора кулачков. В момент t2 может наблюдаться внезапное перемещение фазорегулятора кулачков в направлении опережения, что указывает на вывод блокировочного штифта. Таким образом, начиная с момента t2, в рабочем цикле может быть возобновлено автоматическое регулирование для направления фазорегулятора кулачков к желаемому положению опережения, как раскрыто на шаге 822.
На графике 860 показан рабочий цикл 862, связанный с разблокированием фазорегулятора кулачков и позиционированием его с запаздыванием относительно среднего положения, как раскрыто в подпрограмме 830. До момента времени t11 рабочий цикл может выдавать команду на нахождение золотникового клапана в зоне удержания, для того чтобы сохранять ввод блокировочного штифта 325 в выточке 327. В момент t11, в ответ на команду запаздывающего фазирования, рабочий цикл перебрасывается в точку команды перевода золотникового клапана в низкоскоростной режим опережения, как раскрыто на шаге 832. Конкретно, золотниковый клапан перебрасывается в место, расположенное вне нулевой зоны, со стороны опережения нулевой зоны. Затем рабочий цикл плавно проводится вверх в интервале между моментами t11 и t12, через нулевую зону к зоне запаздывания, при одновременном отслеживании перемещения фазорегулятора кулачков. В момент t12 может наблюдаться внезапное перемещение фазорегулятора кулачков в направлении запаздывания, что указывает на вывод блокировочного штифта. Таким образом, начиная с момента t12, в рабочем цикле может быть возобновлено автоматическое регулирование для направления фазорегулятора кулачков к желаемому положению запаздывания, как раскрыто на шаге 832.
В одном из примеров способ 800 может выполняться в системе двигателя, которая может содержать цилиндр двигателя с клапанами, кулачки, соединенные с распределительным валом для привода клапанов, фазорегулятор газораспределителя для регулирования установки фаз клапанного распределения, причем фазорегулятор приводится с использованием крутящего момента, передаваемого от кулачков, и приводимый соленоидом золотниковый клапан для регулировки положения фазорегулятора. Система двигателя может, далее, содержать контроллер с машиночитаемыми командами, записанными в энергонезависимой памяти для того, чтобы получать команду на перемещение фазорегулятора из заблокированного положения в желаемое разблокированное положение, и, в ответ на эту команду, регулировать рабочий цикл соленоида для переброски золотникового клапана от зоны удержания к положению сразу за нулевой зоной, причем это положение выбирается, исходя из заданного командой направления перемещения фазорегулятора. Контроллер может затем плавно проводить золотниковый клапан через нулевую зону, отслеживая в то же время перемещение фазорегулятора от заблокированного положения, при этом направление упомянутой плавной проводки также определяется заданным командой направлением перемещения фазорегулятора. Так, например, когда задано запаздывающее направление перемещения фазорегулятора, рабочий цикл соленоида регулируется для переброски золотникового клапана от зоны удержания в зону опережения сразу за нулевой зоной. Для сравнения: когда командой задано опережающее направление перемещения фазорегулятора, рабочий цикл соленоида регулируется для переброски золотникового клапана от зоны удержания в зону запаздывания сразу за нулевой зоной. Далее, направление плавной проводки может также базироваться на заданном командой направлении перемещения фазорегулятора. Конкретно, когда командой задано запаздывающее направление перемещения фазорегулятора, золотниковый клапан может быть плавно проведен к зоне запаздывания, а когда командой задано опережающее направление перемещения фазорегулятора, золотниковый клапан может быть плавно проведен к зоне опережения. Система двигателя может, далее, содержать датчик оборотов двигателя, и контроллер может содержать дальнейшие команды для оценки оборотов двигателя, исходя из показаний датчика оборотов двигателя, и для увеличения скорости плавной проводки золотникового клапана через нулевую зону по мере возрастания оборотов двигателя. Контроллер двигателя может, далее, содержать команды, которые, в ответ на смещение фазорегулятора из заблокированного положения, перемещают золотниковый клапан к зоне запаздывания, исходя из текущего опережающего положения фазорегулятора относительно желаемого разблокированного положения, и перемещают золотниковый клапан к зоне опережения, исходя из текущего запаздывающего положения фазорегулятора относительно желаемого разблокированного положения. Таким образом, фазорегулятор кулачков может быть перемещен из положения блокировки с введенным блокировочным штифтом в разблокированное положение так, что может быть снижена боковая нагрузка на блокировочный штифт.
На ФИГ. 9 раскрыт способ 900 выбора одной из подпрограмм, 910 или 920, для перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки и введения блокировочного штифта в ответ на команду блокировки. Способ 900 может выполняться при таких условиях, когда автоматическое регулирование фазорегулятора кулачков отключено и когда желательно введение блокировочного штифта, чтобы предотвратить несанкционированное смещение фазорегулятора кулачков. Альтернативно, способ 900 может выполняться, в ответ на условия выключения, когда к желаемому положению выключения относится и положение блокировки с введенным блокировочным штифтом. Подпрограмма 910 может переместить фазорегулятор кулачков к положению блокировки и удерживать фазорегулятор кулачков в положении блокировки без закрепления блокировочным штифтом, а затем переместить золотниковый клапан через зону запаздывания к зоне удержания в промежутках между торсионными импульсами распределительного вала. Для сравнения: подпрограмма 920 может переместить фазорегулятор кулачков к положению опережения относительно положения блокировки и удерживать фазорегулятор кулачков в этом положении опережения без введения блокировочного штифта, а затем переместить золотниковый клапан через зону запаздывания к зоне удержания во время одного или нескольких торсионных импульсов распределительного вала. Окончательное положение опережения, в котором распределительный вал удерживается в подпрограмме 920, может базироваться на начальном положении кулачков и оценке величин крутящего момента кулачков, причем степень опережения увеличивается с увеличением упомянутых величин.
В принципе, если золотниковый клапан получает команду переместиться из зоны нормальных команд к зоне удержания, например, с целью перемещения фазорегулятора кулачков к среднему положению с введением блокировочного штифта, золотниковый клапан должен физически пройти через рабочую зону, в которой действует команда максимальной скорости запаздывания. Если импульс запаздывания крутящего момента кулачков придет в то время, когда золотниковый клапан транзитно проходит зону запаздывания, фазорегулятор кулачков может быстро повернуться на некоторый угол в направлении запаздывания непосредственно перед тем, как золотниковый клапан достигнет зоны удержания. Таким образом, весьма вероятно, что фазорегулятор кулачков, расположенный, в предвидении ввода блокировочного штифта, в нулевой точке фазирования для введения блокировочного штифта, в действительности выйдет в направлении запаздывания до того, как гидравлический контур удержания сместит его вновь в точку блокировки.
В другом примере, когда зона удержания расположена рядом с зоной опережения, золотниковый клапан, с целью перемещения фазорегулятора кулачков к среднему положению с введением блокировочного штифта, должен физически пройти через рабочую зону, в которой действует команда максимальной скорости опережения. Если торсионный импульс опережения кулачков придет в то время, когда золотниковый клапан транзитно проходит зону опережения, фазорегулятор кулачков может быстро повернуться на некоторый угол в направлении опережения непосредственно перед тем, как золотниковый клапан достигнет зоны удержания. Таким образом, весьма вероятно, что фазорегулятор кулачков, расположенный, в предвидении ввода блокировочного штифта, в нулевой точке фазирования для введения блокировочного штифта, в действительности выйдет в направлении опережения до того, как гидравлический контур удержания сместит его вновь в точку блокировки.
Подпрограмма 910 может выбираться при первом наборе условий работы, именно, при более низких оборотах двигателя. Для сравнения: подпрограмма 920 может выполняться при втором, отличающемся наборе условий работы, именно, когда обороты двигателя выше. Далее, контроллер двигателя может переходить между подпрограммами 910, 920 в ответ на изменения оборотов двигателя. К примеру, контроллер может перейти от подпрограммы 910 к подпрограмме 920 в ответ на повышение оборотов двигателя. В другом примере контроллер может перейти от подпрограммы 920 к подпрограмме 910 в ответ на снижение оборотов двигателя.
Способ 900 включает шаг 904, на котором оценивают обороты двигателя. В одном из примеров обороты двигателя могут быть оценены, исходя из показаний датчика оборотов двигателя. На шаге 906 может быть проведено сравнение оборотов двигателя с пороговой величиной, чтобы определить, имеют ли место пониженные или повышенные обороты двигателя. Исходя из оборотов двигателя, может быть сделан выбор, переводить ли фазорегулятор кулачков к положению блокировки и вводить ли блокировочный штифт подпрограммой 910 или подпрограммой 920. Хотя программа 900 делает выбор между выполнением подпрограмм 910 и 920, исходя из оборотов двигателя, подпрограмма 920 может выполняться при любых оборотах двигателя. В альтернативном примере может быть сделан выбор между подпрограммами 910 и 920 по другим критериям, например по нагрузке двигателя. В этом альтернативном примере любой из способов, 910 или 920, может быть способом по умолчанию, а другой способ может выполняться только при определенных условиях, например, когда скорость и нагрузка будут одновременно выше/ниже соответственных пороговых значений.
В частности, если определено, что обороты двигателя ниже пороговой величины, может выполняться подпрограмма 910. Низкие обороты двигателя связаны с сильными торсионными импульсами, в сравнении с импульсами при высоких скоростях вращения. Кроме того, импульсы могут быть дальше разнесены во времени. Чтобы избежать несанкционированных импульсов запаздывания, подпрограмма 910 основывается на установке фаз распределения золотникового клапана, поэтому более подходящим этот способ может быть в режиме низких оборотов двигателя. Кроме того, сильные торсионные импульсы в режиме низких оборотов двигателя могут затруднить надлежащее предварительное позиционирования фазорегулятора кулачков, так как в этом режиме величины торсионных импульсов могут сильнее различаться. Таким образом, при более низких оборотах двигателя выполнение способа 920 может оказаться более трудным.
Если определено, что скорость вращения распределительного вала выше пороговой, может выполняться подпрограмма 920. Подпрограмма 920 основывается на установке фаз распределения золотникового клапана во время торсионных импульсов, поэтому может быть предпочтительно использовать ее в высокооборотном режиме, где частые импульсы дают больше возможностей для сдвига. Кроме того, малая амплитуда торсионных импульсов вне режима низких оборотов может облегчить предварительное позиционирование фазорегулятора кулачков, так как в этой зоне величины торсионных импульсов меньше различаются.
Вернемся к подпрограмме 910; в ней раскрыт способ, который, в ответ на желаемую установку фаз газораспределителя в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом, может переместить золотниковый клапан с целью перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки, удерживать фазорегулятор в положении блокировки без введения блокировочного штифта, а затем переместить золотниковый клапан к зоне удержания из положения вне зоны удержания в промежутках между торсионными импульсами распределительного вала.
На шаге 912 подпрограмма 910 содержит - до перемещения золотникового клапана к зоне удержания с целью заблокировать фазорегулятор - шаг, на котором перемещают золотниковый клапан для перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки. Это может включать перемещение золотникового клапана к зоне запаздывания, когда фазорегулятор кулачков расположен с опережением относительно положения блокировки, или перемещение золотникового клапана к зоне опережения, когда фазорегулятор кулачков расположен с запаздыванием относительно положения блокировки.
Контроллер может управлять перемещением золотникового клапана так, чтобы золотниковый клапан смещался к зоне удержания из положения вне зоны удержания в промежутках между торсионными импульсами распределительного вала. Положение вне зоны удержания может быть положением в нулевой зоне, зоне опережения или зоне запаздывания золотникового клапана. Как раскрыто при рассмотрении подпрограммы 912, до движения к зоне удержания золотниковый клапан может управляться с целью перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки без введения блокировочного штифта, с использованием крутящего момента кулачков. В одном из примеров фазорегулятор может быть позиционирован с запаздыванием относительно положения блокировки; в этом случае золотниковый клапан может перемещаться к зоне опережения до тех пор, пока фазорегулятор не окажется в положении блокировки. В другом примере фазорегулятор может быть расположен с опережением относительно положения блокировки; в этом случае золотниковый клапан может перемещаться к зоне запаздывания до тех пор, пока фазорегулятор не окажется в положении блокировки. Фазорегулятор кулачков может затем удерживаться в положении блокировки без введения блокировочного штифта посредством перемещения золотникового клапана к нулевой зоне. Перемещение золотникового клапана к нулевой зоне может произойти до торсионного импульса, предотвращая, таким образом, дальнейшее смещение фазорегулятора кулачков. Золотниковый клапан может удерживаться в нулевой зоне до шага 918.
На шаге 914 контроллер может принять ввод, относящийся к положению коленчатого и распределительного валов. На шаге 916 контроллер может оценить установку фаз распределения и величину запаздывания торсионных импульсов, исходя из положения коленчатого вала относительно положения коленчатого вала. Так, например, в определенном двигателе, определенный распределительный вал может иметь фиксированное количество кулачковых выступов, как показано на ФИГ. 10В. В процессе вращения распределительного вала выступы могут подвергаться воздействию торсионных сил, вызванных упругой деформацией пружины клапана и переданных через стержень клапана или через другие связи, соединенные со стержнем клапана, как показано на ФИГ. 10А. Эти силы могут возникать с известной для данного двигателя периодичностью и определяться угловым положением выступов распределительного вала. Для данного двигателя и данного распределительного вала, угловое положение выступов распределительного вала может быть некоторым известным положением фиксированного сдвига относительно замеряемого положения зубьев фазорегулятора РФК (VCT). Замер углового положения зубьев может быть выполнен датчиком положения кулачков. Угловое положение источника торсионных сил может быть определено путем замера углового положения зубьев фазорегулятора РФК (VCT) и введения известного фиксированного сдвига между положениями зубьев и положениями выступов распределительного вала. С учетом времени между импульсами и задержек, связанных с передачей сигнала соленоида, а также со временем перемещения золотникового клапана, переход на шаге 918 из зоны автоматического регулирования рабочего цикла к зоне удержания рабочего цикла может выполняться так, чтобы золотниковый клапан проходил через зону запаздывания в промежутках времени между торсионными импульсами запаздывания. Перед движением к зоне удержания золотниковый клапан мог находиться в одной из следующих зон: нулевой, опережения или запаздывания. Например, золотниковый клапан может удерживаться в нулевой зоне в течение торсионного импульса и перемещаться через зону запаздывания к зоне удержания после прохождения первого импульса и до начала второго торсионного импульса. После того как золотниковый клапан достиг зоны удержания, ввод блокировочного штифта может быть разрешен, и фазорегулятор может удерживаться в положении блокировки блокировочным штифтом.
Продолжим рассматривать способ 920; в ответ на желаемую установку фаз газораспределителя в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом, способ может переместить золотниковый клапан с целью перемещения фазорегулятора кулачков в опережающее положение относительно положения блокировки, может удерживать фазорегулятор в положении, опережающем положение блокировки, а затем, при приходе торсионного импульса кулачков, переместить золотниковый клапан к зоне удержания. В одном из примеров торсионные импульсы кулачков могут быть запаздывающими, и связанный с ними крутящий момент может вызвать перемещение фазорегулятора кулачков от удерживаемого положения опережения к положению блокировки. На шаге 922 фазорегулятор кулачков, посредством перемещения золотникового клапана к надлежащей зоне, может быть перемещен в опережающее положение относительно положения блокировки без введения блокировочного штифта. Положение опережения, в которое перемещается фазорегулятор кулачков, может зависеть от текущего положения фазорегулятора, оценок величин торсионных импульсов, оборотов двигателя и температуры масла. Так, например, если текущее положение фазорегулятора - запаздывающее относительно положения блокировки, фазорегулятор кулачков может быть перемещен к первому опережающему положению относительно положения блокировки, а если положение фазорегулятора в данное время - опережающее относительно положения блокировки, фазорегулятор кулачков может быть перемещен из текущего положения опережения ко второму положению опережения. Это второе положение опережения может быть более опережающим или менее опережающим относительно текущего положения опережения, и оно может быть более опережающим или менее опережающим относительно первого положения опережения. Золотниковый клапан может быть перемещен к зоне опережения, когда текущая установка фаз газораспределителя - запаздывающая относительно первого или второго положения опережения, и может быть перемещен к зоне запаздывания, когда текущая установка фаз газораспределителя - опережающая относительно второго положения опережения. Посредством перемещения золотникового клапана к нулевой зоне фазорегулятор кулачков может удерживаться в одном из положений - первом или втором - опережения относительно положения блокировки с выведенным блокировочным штифтом. Золотниковый клапан может удерживаться в нулевой зоне до прихода торсионного импульса запаздывания, и может быть перемещен через зону запаздывания к зоне удержания во время торсионного импульса запаздывания. После того как золотниковый клапан достиг зоны удержания, ввод блокировочного штифта может быть разрешен, и фазорегулятор может удерживаться в положении блокировки блокировочным штифтом. Таким образом, предварительным позиционированием фазорегулятора кулачков в положении опережения можно избежать несанкционированного чрезмерного запаздывания при блокировке фазорегулятора.
На ФИГ. 10А-В показано влияние торсионных импульсов кулачков. Конкретно, на ФИГ. 10А представлен в двух различных положениях кулачок 1002 с одним выступом. Слева, под номером 1030, показан кулачок 1002, на который воздействует торсионный импульс запаздывания 1004, тогда как справа, под номером 1050, показан кулачок, на который воздействует торсионный импульс опережения 1006. На виде 1030, где вращение по часовой стрелке 1010 кулачка 1002 толкает клапан 1008 вверх, торсионный импульс 1004 запаздывания кулачка передается кулачку силой сопротивления пружины 1010. Аналогично, на виде 1050, после прохода кулачком 1002 углового положения, соответствующего точке максимального сжатия пружины 1010, пружина передает кулачку торсионный импульс 1006 опережения кулачка, при этом пружина разжимается и клапан 1008 идет вниз.
На ФИГ. 10В представлен кулачок с тремя выступами 1014а-с и тремя зонами 1016а-с торсионных импульсов запаздывания кулачков. Показано, что зоны 1016а-с торсионных импульсов запаздывания кулачков расположены с разносом по углу, причем кулачок получает торсионный импульс запаздывания, толкая клапан вверх через каждые 720 градусов цикла вращения коленчатого вала (не показан). Просчитав угловые положения коленчатого вала и синхронизировав торсионные зоны запаздывания с зонами в процессе вращения 1018 коленчатого вала, система фазирования может предсказать, в какие моменты времени будут пройдены эти зоны торсионных импульсов запаздывания кулачков. Затем эта информация может быть использована для точного задания времени прохождения золотникового клапана через зону запаздывания, так что перемещение золотникового клапана происходит в то время, когда кулачок не находится в зоне торсионного импульса запаздывания кулачков.
На ФИГ. 11 представлен пример предсказания перемещения золотникового клапана к зоне удержания в промежутках между торсионными импульсами запаздывания. Конкретно, ФИГ. 11 представляет три графика 1110, 1120 и 1130, которые показывают в функции от времени, соответственно: положение фазорегулятора кулачков, положение золотникового клапана и рабочий цикл соленоида. Кривые 1112, 1122 и 1132 показывают выдачу команд рабочего цикла на перемещение к зоне удержания, причем время выдачи выбрано так, что золотниковый клапан 311 проходит через зону запаздывания в промежутках между двумя торсионными импульсами запаздывания 1102 и 1104. Кривые 1114, 1124 и 1134 показывают выдачу команд рабочего цикла на перемещение к зоне удержания, причем время выдачи выбрано так, что торсионный импульс запаздывания приходит, когда золотниковый клапан 311 проходит через зону запаздывания к зоне удержания. Торсионные импульсы обозначены черными кружками, например 1102 и 1104, и приходят в различные моменты времени. Нетрудно понять, что торсионные импульсы могут сдвигать фазорегулятор кулачков в направлении или опережения, или запаздывания, как показано расположением импульса относительно «нуля» на оси ординат графиков. Нетрудно также понять, что каждый торсионный импульс характеризуется своей величиной и длительностью. Для простоты в данном примере все торсионные импульсы имеют одинаковые величину и длительность.
В примере, показанном на графике 1100, положение 1112 фазорегулятора кулачков может быть положением опережения относительно среднего положения, если команда на перемещение к среднему положению с введением блокировочного штифта принимается до момента t1. Соответственного, в интервале между моментами t1 и t2, фазорегулятор может быть перемещен из положения опережения относительно положения блокировки к положению блокировки, а затем может удерживаться в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом посредством перемещения золотникового клапана через зону запаздывания к зоне удержания в промежутках между торсионными импульсами распределительного вала. Следует понимать, что положение 1112 фазорегулятора кулачков может быть в любом месте в его рабочем диапазоне в момент, когда принимается команда на перемещение к среднему положению с введением блокировочного штифта. В другом примере исходное положение фазорегулятора кулачков может быть в фазе запаздывания. В таком примере фазорегулятор может быть перемещен из положения запаздывания относительно положения блокировки к положению блокировки посредством перемещения золотникового клапана к зоне опережения, и фазорегулятор может удерживаться в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом посредством перемещения золотникового клапана через зону запаздывания к зоне удержания в промежутках между торсионными импульсами распределительного вала. В другом варианте начальным положением фазорегулятора кулачков может быть среднее положение без введения блокировочного штифта. В таком варианте фазорегулятор может удерживаться в положении блокировки без введения блокировочного штифта, а затем блокировочный штифт может быть введен посредством перемещения золотникового клапана через зону запаздывания к зоне удержания в промежутках между торсионными импульсами распределительного вала.
Во всяком случае, положение фазорегулятора кулачков может регулироваться направлением к положению блокировки без введения блокировочного штифта посредством надлежащего перемещения золотникового клапана. В данном примере после момента t2 фазорегулятор кулачков удерживается в его исходном положении в результате того, что золотниковый клапан находится в нулевой зоне. После команды на перемещение к положению блокировки с введенным блокировочным штифтом, фазорегулятор кулачков может вначале быть направлен к положению блокировки без введения блокировочного штифта. В данном примере команда рабочего цикла направляет золотниковый клапан к зоне запаздывания, и после прихода торсионного импульса запаздывания фазорегулятор кулачков может быть перемещен из его начального положения опережения в среднее положение. В данном примере торсионный импульс запаздывания перемещал фазорегулятор кулачков к положению запаздывания относительно среднего положения, а в качестве поддержки золотниковый клапан направлялся командой к зоне опережения для дальнейшего направления фазорегулятора кулачков к среднему положению. В другом примере золотниковый клапан может удерживаться в зоне запаздывания до тех пор, пока фазорегулятор кулачков не достигнет положения блокировки под действием торсионных импульсов запаздывания, при этом фазорегулятор кулачков достигает положения блокировки из положения опережения, не проходя вначале положение блокировки. После того, как фазорегулятор кулачков окажется в заданных допусках от среднего положения, на золотниковый клапан может быть выдана команда перемещения к нулевой зоне до того, как другой торсионный импульс предотвратит дальнейшее перемещение фазорегулятора кулачков.
Рассмотрим кривые 1112, 1122 и 1132 в момент t4; рабочий цикл 1132 перебрасывается к зоне удержания после прихода торсионного импульса запаздывания 1102, но до прихода торсионного импульса запаздывания 1104. Соответственного, положение 1122 золотникового клапана удерживается в нулевом положении во время импульса 1102 и смещается к зоне удержания из нулевой зоны между торсионными импульсами запаздывания 1102 и 1104. Таким образом, предотвращается несанкционированное смещение положения 1112 фазорегулятора кулачков в направлении запаздывания. После того как золотниковый клапан достиг зоны удержания, может быть задействован контур удержания для гидравлического перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки. Далее, может быть задействован контур блокировки, разрешая тем самым ввод блокировочного штифта, чтобы заблокировать фазорегулятор кулачков в положении блокировки. Из-за того, что торсионные импульсы были предотвращены, фазорегулятор, когда золотниковый клапан достигает зоны удержания, может быть в положении блокировки или очень близко от него, что может позволить произвести ввод блокировочного штифта сравнительно быстро. Таким образом, благодаря тому что торсионные импульсы предотвращены, количество времени, требуемое для перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки и введения блокировочного штифта может быть более предсказуемым.
Рассмотрим кривые 1114, 1124 и 1134; если рабочий цикл 1134 был переброшен к зоне удержания в момент t3, до прихода торсионного импульса запаздывания 1102, то положение 1122 золотникового клапана может не удерживаться в нулевом положении во время импульса 1102. Вместо этого золотниковый клапан может быть перемещен из нулевой зоны к зоне удержания во время (и вследствие) импульса 1102. Следовательно, происходит несанкционированное смещение положения 1112 фазорегулятора кулачков в направлении запаздывания. После того как золотниковый клапан достиг зоны удержания, может быть задействован контур удержания для гидравлического перемещения фазорегулятора кулачков к положению блокировки. Далее, может быть задействован контур блокировки, который может разрешить ввод блокировочного штифта, чтобы заблокировать фазорегулятор в положении блокировки. Из-за того, что торсионные импульсы не были предотвращены, количество времени, требуемое для перемещения фазорегулятора к положению блокировки, может быть больше, когда рабочий цикл перебрасывается в момент t3, в сравнении с моментом t4 (см. флуктуации на кривой 1112), вследствие большего исходного смещения фазорегулятора кулачков из среднего положения.
В одном из примеров система двигателя может содержать цилиндр двигателя с клапанами и коленчатый вал. Эта система двигателя может, далее, содержать кулачки, которые могут быть соединены с распределительным валом для привода клапанов, фазорегулятор газораспределителя для регулирования установки фаз клапанного распределения, причем фазорегулятор приводится с использованием крутящего момента, передаваемого от кулачков, золотниковый клапан регулировки положения фазорегулятора и контроллер с машиночитаемыми командами, записанными в энергонезависимой памяти. Контроллер может быть снабжен кодом для оценки установки фаз распределения торсионных импульсов запаздывания распределительного вала, исходя из положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала, для опережающего продвижения фазорегулятора к положению блокировки и удерживания фазорегулятора в положении блокировки без введения блокировочного штифта посредством перемещения золотникового клапана в промежутках между торсионными импульсами и удерживания золотникового клапана во время торсионных импульсов, а также для введения блокировочного штифта после опережающего продвижения фазорегулятора к положению блокировки. Конкретно, золотниковый клапан может быть связан с соленоидом, и перемещение золотникового клапана может включать регулировку рабочего цикла, задаваемого командами соленоиду. Далее, опережающее продвижение фазорегулятора к положению блокировки посредством перемещения золотникового клапана может включать первичное перемещение золотникового клапана к зоне опережения, пока фазорегулятор перемещается к положению блокировки. Затем, когда фазорегулятор находится в положении блокировки, контроллер может переместить золотниковый клапан к нулевой зоне до первого торсионного импульса, может удерживать золотниковый клапан в нулевой зоне во время первого торсионного импульса, а затем переместить золотниковый клапан из нулевой зоны к зоне удержания до второго торсионного импульса, следующего за первым торсионным импульсом. Контроллер может содержать дальнейшие команды для вывода блокировочного штифта до перемещения золотникового клапана из зоны удержания в одну из зон - опережения или запаздывания - с целью изменения фаз газораспределителя.
На ФИГ. 12 представлен пример 1200 предсказания перемещения золотникового клапана к зоне удержания во время - и с использованием -торсионных импульсов. Графики 1210 и 1220 показывают, соответственно, положение 1212 фазорегулятора кулачков и положение 1222 золотникового клапана в зависимости от времени.
Исходно, до момента t1, положение фазорегулятора кулачков может быть в любом месте в его рабочем диапазоне без введения блокировочного штифта. Далее, золотниковый клапан может быть в любом месте рабочего диапазона автоматического регулирования. В данном примере фазорегулятор кулачков исходно находится в положении запаздывания, а положение золотникового клапана регулируется в нулевой зоне. Затем, в момент t1, поступает команда заблокировать положение фазорегулятора кулачков в фазе опережения, и золотниковый клапан соответственного смещается. Конкретно, золотниковый клапан вначале смещается к зоне опережения, и ряд торсионных импульсов опережения (в данном примере - два) продвигают фазорегулятор кулачков через среднее положение к положению опережения. Затем, в интервале между моментами t1 и t2, золотниковый клапан смещается к положению малого запаздывания, чтобы обеспечить небольшое запаздывание фазорегулятора кулачков, и после одного торсионного импульса запаздывания фазорегулятор кулачков достигает желаемого положения фазы опережения.
Чтобы сохранить фазорегулятор кулачков в этом положении, золотниковый клапан в момент t2 смещают к нулевой зоне. Золотниковый клапан может затем принять команду перемещения к зоне удержания, чтобы задействовать контур удержания в момент t3; это перемещение золотникового клапана смещает положение фазорегулятора кулачков к среднему положению для введения блокировочного штифта. Во время прохода золотникового клапана через зону сильного запаздывания, после t3, приходит торсионный импульс запаздывания 1204 и смещает фазорегулятор кулачков к положению запаздывания, близкому к среднему положению. Следует понимать, что в альтернативных итерациях данной программы торсионные импульсы запаздывания могут отсутствовать во время прохода золотникового клапана через зону запаздывания. В другом примере торсионные импульсы запаздывания могут сдвигать фазорегулятор кулачков к положению, все еще опережающему относительно среднего положения. В следующем примере торсионные импульсы запаздывания могут сдвигать фазорегулятор кулачков к положению, находящемуся значительно дальше среднего положения. В случае торсионных импульсов запаздывания, несколько торсионных импульсов запаздывания может придти в то время, когда золотниковый клапан находится в зоне сильного запаздывания. Золотниковый клапан входит в зону удержания после прихода импульса 1204 запаздывания торсионного импульса кулачков в момент t4; в этой точке гидравлический контур удержания принимает управление положением 1212 фазорегулятора кулачков, направляет его к нейтральному или среднему положению и вводит блокировочный штифт.
Таким образом, торсионные импульсы запаздывания могут быть использованы, скорее, для более точного перемещения фазорегулятора кулачков в среднее положение, чем из среднего положения, во время действия команды на перемещение к среднему положению и ввод блокировочного штифта.
Во избежание несанкционированной работы в зоне удержания, желательно определить верхнюю границу зоны удержания, то есть рабочий цикл соленоида, соответствующий верхней границе зоны удержания. Это может быть названо в настоящем описании "рабочим циклом максимального удержания". Этот рабочий цикл определяется посредством плавного увеличения рабочего цикла и наблюдения действительного положения кулачков. Рабочий цикл, в котором действительное положение кулачков вначале смещается от среднего положения, указывая на разблокирование штифта, представляет собой рабочий цикл максимального удержания.
На ФИГ. 13 представлена программа 1300 для адаптивного изучения зоны значений рабочего цикла соленоида, который перемещает золотниковый клапан в зону, где задействованы как контур удержания 333, так и контур автоматического регулирования фазирования. Затем, когда поступает команда на следующее перемещение золотникового клапана, могут быть применены адаптированные границы этой зоны. Эта зона может быть, таким образом, названа "беспоточной зоной" или "промежуточной зоной" между зонами удержания и запаздывания золотникового клапана. В другом примере, когда зона удержания расположена рядом с зоной опережения, беспоточная зона может быть между зоной удержания и зоной опережения золотникового клапана. В принципе, точное отображение этой зоны позволяет снизить ошибки перемещения фазорегулятора. В частности, если задействованы оба контура - фазирования и удержания, - они могут конкурировать за управление положением фазорегулятора кулачков, и в результате могут происходить ошибочные и непредсказуемые перемещения фазорегулятора. Определение границ промежуточной зоны может базироваться на смещении фазорегулятора от положения блокировки с введенным блокировочным штифтом, и это смещение может быть результатом плавной проводки рабочего цикла соленоида.
На шаге 1302 программа содержит определение условий эксплуатации двигателя с целью подтверждения того, что условия подходят для отображения беспоточной зоны. Так, например, когда двигатель еще не обкатан, повторное воспламенение в модульном блоке или отсоединение аккумулятора могут создать условия для отображение беспоточной зоны, так как границы зоны могут быть еще не слишком хорошо изучены. В другом примере со времени последнего отображения может быть пройдено предельное расстояние или может пройти предельное время, и отображение беспоточной зоны может быть предпочтительно для снижения возможного дрейфа. В еще одном примере может быть включена отсечка топлива при замедлении, в двигателе может не происходить горение, и отображение беспоточной зоны может быть разрешено, так как возможно, что оптимальное планирование может не требовать последовательности фазирования заблокированных кулачков для оставшейся части цикла вождения, если при последнем выходе из положения блокировки фазорегуляция кулачков была разрешена в условиях, не идеальных для изучения беспоточной зоны. В другом примере команда на перемещение золотникового клапана к зоне опережения может не ожидаться в заранее заданный промежуток времени, и отображение беспоточной зоны может быть уместным. В еще одном примере может потребоваться удерживать фазорегулятор кулачков в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом дольше некоторого второго предельного времени, и в этом случае отображения беспоточной зоны может быть уместным. В следующем примере могла быть обнаружена недавняя несанкционированная работа золотникового клапана в беспоточной зоне, и может потребоваться отображение беспоточной зоны, чтобы сократить такие несанкционированные перемещения. Несанкционированная работа золотникового клапана в беспоточной зоне могла быть обнаружена по превышению заданной пороговой величины ошибки положения фазорегулятора. Если условия отображения не выполнены на шаге 1302, программа завершается. Если условия отображения выполнены на шаге 1302, двигатель может войти в особый режим изучения, чтобы отобразить промежуточную зону, причем промежуточная зона отображается на основе перемещения фазорегулятора из заблокированного положения по отношению к перемещению золотникового клапана через промежуточную зону.
На шаге 1304, после инициирования режима изучения, контроллер двигателя может проверить, было ли изучено во время текущего цикла вождения транспортного средства номинальное максимальное удерживающее значение рабочего цикла. Номинальное максимальное удерживающее значение рабочего цикла может быть самой последней оценкой наибольшего циклового значения, при котором задействован контур удержания. Наибольшее цикловое значение, при котором задействован контур удержания, может соответствовать непосредственно команде рабочего цикла в зоне удержания, для которой скорость фазирования с помощью контура удержания минимальна. Выше номинального максимального удерживающего значения рабочего цикла может быть задействован только контур автоматического регулирования фазирования. Если это значение еще не было изучено во время текущего цикла вождения транспортного средства, отображение без обратной связи может быть проведено на шаге 1330, на котором определяют это значение рабочего цикла, а на шаге 1332 оно может быть сохранено в справочной таблице для последующего использования. Следует понимать, что в одном из вариантов осуществления программы 1300 во время адаптивного изучения границ беспоточной зоны может быть использовано фиксированное номинальное максимальное удерживающее значение рабочего цикла, тогда как в альтернативном варианте осуществления программы 1300 во время адаптивного изучения границ беспоточной зоны может быть обновлена предыдущая настройка фиксированного номинального максимального удерживающего значения рабочего цикла.
Если номинальное максимальное удерживающее значение рабочего цикла изучено, то на шаге 1306 рабочий цикл соленоида может быть переброшен далеко внутрь зоны удержания, например на 0%. Значение, на которое перебрасывается рабочий цикл, может базироваться на текущей границе между промежуточной зоной и зоной запаздывания, которая может быть изучена по отображению без обратной связи на шаге 1330. Затем значение рабочего цикла может на шаге 1308 плавно прирастать с постоянной положительной скоростью от зоны удержания, через промежуточную зону, к зоне запаздывания. Следует понимать, что в одном из альтернативных примеров зона удержания может располагаться, скорее, рядом с зоной опережения, чем с зоной запаздывания, и значение рабочего цикла может затем плавно прирастать с постоянной положительной скоростью от зоны удержания, через промежуточную зону, к зоне запаздывания. Это прирастание может продолжаться до тех пор, пока на шаге 1310 не будет обнаружено смещение фазорегулятора от положения блокировки. Смещение фазорегулятора от положения блокировки может указывать на то, что золотниковый клапан более уже не работает в зоне удержания, поскольку фазорегулятор более уже не удерживается в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом. Это смещение фазорегулятора может быть в направлении запаздывания, если зона запаздывания расположена рядом с зоной опережения, или в направлении опережения, если зона опережения расположена рядом с зоной удержания.
Когда смещение фазорегулятора от положения блокировки обнаружено, прирастание рабочего цикла может заканчиваться. Цикловое значение, при котором впервые обнаружено запаздывающее/опережающее перемещение, может быть сохранено в памяти контроллера на шаге 1312, и номинальное максимальное удерживающее значение рабочего цикла может быть извлечено из памяти на шаге 1314.
Новая граница между зоной удержания и промежуточной зоной и новая граница между промежуточной зоной и зоной запаздывания могут быть изучены на основе обнаруженного на шаге 1310 смещения фазорегулятора. Следует понимать, что в одном из альтернативных примеров промежуточная зона может располагаться между зоной удержания и зоной опережения. Текущие границы между зоной удержания и промежуточной зоной, а также между промежуточной зоной и зоной запаздывания могут быть обновлены на основе упомянутых новых границ. В одном из примеров текущие границы могут быть обновлены в функции от разности между изученными новыми границами и соответственными текущими границами, причем указанная функция содержит одно или несколько суммирований и умножение. В частности, на шаге 1316 может быть определен сдвиг, исходя из разности между цикловым значением, при котором было впервые обнаружено перемещение запаздывания, и номинальным максимальным удерживающим значением рабочего цикла. Извлеченное номинальное значение рабочего цикла может быть настроено на шаге 1318, исходя из определенного сдвига настройки, чтобы обеспечить верхнюю границу значений рабочего цикла, которые могут быть заданы командой задействовать контур удержания. Эта верхняя граница может рассматриваться как обновленная граница между зоной удержания и промежуточной зоной и может соответствовать команде минимальной скорости фазирования в зоне удержания. Если перемещение фазорегулятора на шаге 1310 произойдет раньше, чем ожидалось, то есть при меньшем значении рабочего цикла, чем ожидалось, исходя из текущей границы, обновленная граница может быть при меньшем значении, чем текущая граница. Если перемещение фазорегулятора на шаге 1310 произойдет позже, чем ожидалось, то есть при большем значении рабочего цикла, чем ожидалось, исходя из текущей границы, обновленная граница может быть при большем значении, чем текущая граница.
На шаге 1320 сохраненное значение рабочего цикла, при котором было впервые обнаружено перемещение запаздывания, может быть применено в качестве нижней отсечки значений рабочего цикла, которые могут быть заданы командами при автоматическом регулировании фазорегулятора. Эта нижняя отсечка может рассматриваться как обновленная граница между промежуточной зоной и зоной запаздывания и может соответствовать команде максимальной скорости фазирования в зоне запаздывания. Если перемещение фазорегулятора на шаге 1310 произойдет раньше, чем ожидалось, то есть при меньшем значении рабочего цикла, чем ожидалось, исходя из текущей границы, обновленная граница может быть при меньшем значении, чем текущая граница. Если перемещение фазорегулятора на шаге 1310 произойдет позже, чем ожидалось, то есть при большем значении рабочего цикла, чем ожидалось, исходя из текущей границы, обновленная граница может быть при большем значении, чем текущая граница. Справочная таблица, которая, помимо другой информации, может включать значения рабочего цикла для различных скоростей запаздывания, может быть обновлена с учетом изученных верхней и нижней границ на шаге 1322, на котором режим изучения заканчивается, и способ 1300 завершается. Обновленное отображение может затем быть применено при выдаче последующих команд фазорегулятору, к примеру, при выдаче команд на перемещение фазорегулятора из заблокированного положения в положение запаздывания, из положения опережения в положение запаздывания - или команд на другие перемещения, включающие работу золотникового клапана в зоне удержания или зоне запаздывания.
На ФИГ. 14 представлен наглядный пример работы в зонах рабочего цикла. На графике 1400 показаны скорость фазирования и скорость изменения положения фазорегулятора кулачков со временем, в зависимости от значений рабочего цикла соленоида. Кривая 1402 показывает активность фазирования, которую можно приписать гидравлической активности в контуре удержания, в то время как кривая 1404 показывает активность фазирования, которую можно приписать гидравлической активности в контуре фазирования. Гидравлическая активность в контуре удержания может вызвать фазирование в направлении опережения или запаздывания, в зависимости от исходного положения фазорегулятора кулачков. К примеру, если контур удержания активируется, когда фазорегулятор кулачков находится в положении опережения, контур удержания может вызвать запаздывающую скорость фазирования, чтобы направить фазорегулятор кулачков к положению блокировки. В другом примере, если контур удержания активируется, когда фазорегулятор кулачков находится в положении запаздывания, контур удержания может вызвать опережающую скорость фазирования, чтобы направить фазорегулятор кулачков к положению блокировки. Следует понимать, что значения рабочего цикла могут быть разделены на пять зон: 1410, 1412, 1414, 1416 и 1418, которые могут рассматриваться как зона удержания, беспоточная или промежуточная зона, зона запаздывания, нулевая зона и зона опережения, соответственно. Следует понимать, что в одном из альтернативных примеров зона опережения может располагаться рядом с промежуточной и нулевой зонами, где в данном примере показана зона запаздывания, а зона запаздывания может располагаться только рядом с нулевой зоной, где в данном примере показана зона опережения.
Как описано выше, зона удержания 1410 может рассматриваться как зона значений рабочего цикла, в которой гидравлическая активность имеется только в контуре удержания. Беспоточная зона 1412 может рассматриваться как зона значений рабочего цикла, в которой гидравлическая активность имеется в обоих контурах - удержания и фазирования. Зона запаздывания 1414 может рассматриваться как зона значений рабочего цикла, в которой фазорегулятор кулачков может быть перемещен в направлении запаздывания под влиянием торсионных импульсов запаздывания. Нулевая зона 1416 может рассматриваться как зона значений рабочего цикла, в которой обе линии - запаздывания и опережения - в контуре фазирования перекрыты, что предотвращает срабатывание под влиянием торсионных импульсов. Зона опережения 1418 может рассматриваться как зона значений рабочего цикла, в которой фазорегулятор кулачков может быть перемещен в направлении опережения под влиянием торсионных импульсов опережения.
Следует понимать, что в зоне удержания величина скорости фазирования может уменьшаться с увеличением значений рабочего цикла. Далее, можно заметить, что в зоне запаздывания величина скорости фазирования может увеличиваться с уменьшением значений рабочего цикла. Номинальное максимальное удерживающее значение рабочего цикла может рассматриваться как значение рабочего цикла 1420, - текущая граница между зоной удержания и промежуточной зоной. Первое обнаружение запаздывающего фазирования фазорегулятора кулачков, как раскрыто на шаге 1310, может быть при рабочем цикле 1406. В данном варианте осуществления графика 1400 обнаружение перемещения запаздывания на шаге 1406 может рассматриваться как более позднее, чем ожидалось, исходя из текущих границ 1420, 1430 промежуточной зоны. Соответственно, обе границы могут быть обновлены заменой на более высокие значения 1422, 1432. В другом варианте осуществления графика 1400 обнаружение перемещения запаздывания на шаге 1406 может рассматриваться как более раннее, чем ожидалось, исходя из текущих границ 1420, 1430 промежуточной зоны. Соответственно, обновленные границы 1422, 1432 могут быть ниже, чем текущие границы. Таким образом, минимальная команда удержания, выданная золотниковому клапану, то есть значение рабочего цикла, связанное с минимальной скоростью фазирования с помощью контура удержания, может быть ограничено, исходя из обновленной границы 1422 между зоной удержания и промежуточной зоной. Далее, максимальная команда запаздывания, выданная золотниковому клапану, то есть значение рабочего цикла, связанное со скоростью фазирования максимального запаздывания, может быть ограничено, исходя из обновленной границы 1432 между промежуточной зоной и зоной запаздывания. Обновленные границы могут быть применены при выдаче последующих команд фазирования. К примеру, если обновленная граница между промежуточной зоной и зоной запаздывания располагается ниже предшествовавшей границы, последующие команды по скоростям запаздывающего фазирования могут быть связаны с меньшими значениями рабочего цикла. В другом примере, если обновленная граница между промежуточной зоной и зоной запаздывания располагается выше предшествовавшей границы, последующие команды по скоростям запаздывающего фазирования могут быть связаны с большими значениями рабочего цикла.
Способ 1400 может быть реализован с использованием системы двигателя, содержащей цилиндр двигателя с клапанами, кулачки, соединенные с распределительным валом для привода клапанов, фазорегулятор газораспределителя для регулирования установки фаз клапанного распределения, причем фазорегулятор приводится с использованием крутящего момента, передаваемого от кулачков, приводимый соленоидом золотниковый клапан регулировки положения фазорегулятора и контроллер с машиночитаемыми командами, записанными в энергонезависимой памяти для получения команды на перемещение фазорегулятора из заблокированного положения в желаемое разблокированное положение и для оценки ошибки действительного разблокированного положения фазорегулятора относительно желаемого разблокированного положения. В ответ на превышение пороговой величины ошибки, контроллер может работать в режиме изучения с выдачей команды перевода фазорегулятора в заблокированное положение, чтобы обновить отображение промежуточной зоны между зонами удержания и запаздывания золотникового клапана на основе перемещения из упомянутого заблокированного положения относительно перемещения золотникового клапана через промежуточную зону. В другом примере, когда зона удержания расположена рядом с зоной опережения, промежуточная зона может располагаться между зоной удержания и зоной опережения золотникового клапана. Команды на перемещение фазорегулятора из заблокированного положения в желаемое разблокированное положение могут быть командами, полученными при нахождении золотникового клапана в зоне удержания или зоне запаздывания. Контроллер двигателя может содержать дальнейшие команды на корректировку, - после обновления отображения, - команды, выдаваемой с целью перемещения фазорегулятора из заблокированного положения в желаемое положение. В одном из примеров обновляется команда на то же разблокированное положение. Таким образом, можно избежать команд рабочего цикла, которые задействуют оба контура: контур удержания и гидравлический контур.
На ФИГ. 15 представлен способ 1500 указания снижения параметров фазорегулятора кулачков на основе превышения порога осцилляций крутящего момента кулачков, причем осцилляции крутящего момента кулачков изучены при нахождении золотникового клапана за пределами беспоточной зоны. В ответ на это указание золотниковый клапан может быть перемещен к зоне удержания с целью перемещения фазорегулятора к положению блокировки и удержания фазорегулятора в положении блокировки с введенным блокировочным штифтом. Осцилляции крутящего момента кулачков могут превысить пороговую величину вследствие одновременной гидравлической активности в обоих контурах -удержания и фазирования. Эта одновременная активность может возникнуть из-за несанкционированных команд золотниковому клапану в беспоточной зоне или вследствие поломки оборудования в контуре удержания, например из-за утечки масла. К примеру, утечка масла может произойти из-за поломки контрольного клапана, поломки золотникового клапана или поломки клапана удержания, помимо снижения зазора ротора. Снижение параметров золотникового клапана, контрольного клапана или клапана удержания может включать снижение параметров уплотнения одного или нескольких из этих клапанов. Способ основывается на замере величин торсионных импульсов кулачков; эти величины возрастают, когда задействованы оба контура фазирования: контур удержания и контур автоматического регулирования, а не только контур автоматического регулирования фазирования.
На шаге 1502 оценивают условия работы двигателя и определяют, установились ли желаемое и действительное положения фазорегулятора кулачков вместе с установившимися оборотам двигателя. В принципе, адаптивное изучение графиков крутящего момента кулачков может быть разрешено только при установившихся условиях работы фазорегулятора кулачков и установившихся оборотах двигателя. В одном из примеров обороты двигателя могут быть признаны установившимися, если изменение оборотов двигателя меньше пороговой величины. Также и положение фазорегулятора кулачков может быть признано установившимся, если изменения положения фазорегулятора кулачков меньше пороговой величины.
После подтверждения установившегося режима может быть подтверждено, что рабочий цикл соленоида не находится в данное время в беспоточной зоне. После установления на шаге 1504, что рабочий цикл соленоида управляет золотниковым клапаном не в беспоточной зоне, контроллер на шаге 1508 может замерить величины или интенсивности торсионных импульсов кулачков. Если золотниковый клапан не находится в беспоточной зоне, то он может быть в одной из следующих зон: запаздывания, нулевой или опережения. Могут быть оценены средние торсионные импульсы для каждого зуба на кулачковом колесе за ряд оборотов распределительного вала, и могут быть рассчитаны параметры размаха амплитуды частоты торсионных импульсов кулачков для каждого зуба. Частота торсионных импульсов пропорциональна оборотам двигателя. Амплитуда торсионных импульсов зависит от оборотов двигателя, причем амплитуда уменьшается по мере возрастания оборотов двигателя. Эти данные могут быть сравнены на шаге 1508 с взятыми из справочной таблицы номинальными параметрами торсионных импульсов для каждого зуба, в зависимости от оборотов двигателя. Номинальные параметры торсионных импульсов могут быть обновлены в функции от разности между изученными новыми границами и соответственными текущими границами; соответствующая функция содержит одно или несколько суммирований и умножение. В данном примере обновление может включать определение сдвига настройки на шаге 1510, исходя из разности между замеренными и номинальными торсионными параметрами. На шаге 1512 этот сдвиг может быть применен к номинальным параметрам и сохранен как базовая величина для конкретных оборотов двигателя. Эта базовая величина может рассматриваться как обновленный номинальный параметр и может быть использована впоследствии как база для определения пороговой величины торсионных импульсов. Это маркирует конец сегмента адаптивного изучения, или отображения, программы 1500.
На шаге 1514 может быть замерен текущий мгновенный размах торсионных импульсов кулачков. Эти замеры могут выполняться при любых условиях эксплуатации двигателя, включая те, при которых золотниковый клапан работает в беспоточной зоне. Амплитуда этих торсионных импульсов кулачков может быть сравнена на шаге 1516 с базовой величиной, умноженной на коэффициент допуска. В одном из примеров среднее значение размаха торсионных импульсов кулачков в зависимости от положения кулачков и оборотов двигателя может быть оценено по замерам текущего мгновенного размаха торсионных импульсов кулачков. Если мгновенный размах торсионных импульсов больше базовой величины, умноженной на коэффициент допуска, то на шаге 1518 может быть указана поломка оборудования контура удержания или несанкционированная команда рабочего цикла соленоида в беспоточной зоне. В противном случае на шаге 1524 может быть указано отсутствие снижения параметров. Отличить несанкционированную работу в беспоточной зоне от поломки оборудования контура удержания можно по индивидуальным траекториям зубьев под влиянием осцилляций кулачков. В другом примере поломка оборудования контура может быть указана, если эксплуатационный рабочий цикл существенно выше, чем верхний рабочий цикл отображенной беспоточной зоны, или если эксплуатационный рабочий цикл существенно ниже, чем нижний рабочий цикл отображенной беспоточной зоны; в противном случае может быть указана несанкционированная команда рабочего цикла в беспоточной зоне. Поломка оборудования контура удержания может привести к несанкционированному срабатыванию контура удержания в процессе автоматического регулирования фазорегулятора. К примеру, если поломка приводит к потере давления масла в контуре удержания, управляющий клапан может подать масло в масляный контур удержания в то же время, когда золотниковый клапан подает масло в контур автоматического фазирования.
На шаге 1520, в ответ на указание снижения параметров, фазорегулятор кулачков может быть направлен командой к положению блокировки с введенным блокировочным штифтом, для того чтобы предотвратить конкуренцию между контуром удержания и контуром фазирования. Эта команда прерывает автоматическое регулирование положения кулачков. Кроме того, на основе указания о снижении параметров, на шаге 1518 может быть установлен флаг, указывающий, что в данных условиях работы двигателя автоматическое регулирование не рекомендуется или отключено.
В одном из примеров система двигателя может содержать цилиндр двигателя с клапанами; кулачки, соединенные с распределительным валом для привода клапанов; датчик положения кулачков, соединенный с каждым кулачком; датчик оборотов двигателя; фазорегулятор газораспределителя для регулирования установки фаз клапанного распределения, причем фазорегулятор приводится с использованием крутящего момента, передаваемого от кулачков; приводимый соленоидом золотниковый клапан регулировки положения фазорегулятора и контроллер с машиночитаемыми командами, записанными в энергонезависимой памяти для отображения осцилляций торсионных импульсов кулачков в зависимости от оборотов двигателя и положения кулачков, что осуществляется при установившихся оборотах двигателя и при направлении золотникового клапана командой в одну из зон: запаздывания или опережения, - и для того, чтобы, в ответ на превышение, при данных оборотах двигателя, пороговой величины мгновенных осцилляций торсионных импульсов кулачков, определяемой на основе отображения, указать на снижение параметров фазорегулятора. В этой системе указание на снижение параметров фазорегулятора может включать указание на снижение параметров какого-то элемента контура удержания фазорегулятора. Далее, упомянутая пороговая величина, определяемая на основе отображения, может включать пороговую величину, определяемую средним значением амплитуды отображенных осцилляций торсионных импульсов кулачков при данных оборотах двигателя, и некоторым множителем. Контроллер двигателя может содержать дальнейшие команды, прерывающие, в ответ на упомянутое указание, автоматическое регулирование положения кулачков, сохраняя в то же время управление положением кулачков без обратной связи. В результате несанкционированное срабатывание обоих контуров, удержания и фазирования, из-за поломки оборудования или несанкционированного управления рабочим циклом в беспоточной зоне может быть предотвращено запретом задействования контура фазирования.
Таким образом, надежность и точность работы фазорегулятора газораспределителя с кулачковым приводом могут быть увеличены, а тем самым улучшены и эксплуатационные характеристики двигателя. Технический эффект активного командного направления золотникового клапана фазорегулятора к зоне удержания в ответ на низкое давление гидравлической жидкости (например, масла) состоит в том, что может быть исключен конфликт управления положением РФК (VCT) с несанкционированным срабатыванием масляного контура удержания из-за низкого давления масла. Вместо этого, при низком давлении масла в системе, переток гидравлической жидкости разрешен, скорее, только через контур удержания, чем через контур фазирования, до тех пор пока не восстановится достаточное давление масла в системе. В принципе, это предотвращает конкуренцию масляных потоков по линиям контура фазирования. Технический эффект перемещения золотникового клапана на основе установки фаз распределения торсионных импульсов запаздывания кулачков состоит в том, что могут быть снижены нежелательные регулировочные уводы от желаемого положения, создаваемые торсионными импульсами запаздывания распределительного вала. В принципе, это улучшает устойчивость регулировок фазорегулятора РФК (VCT). Альтернативно, путем предварительного позиционирования фазорегулятора кулачков в положении опережения относительно среднего положения, торсионные импульсы запаздывания кулачков, даже если они в самом деле придут во время перемещения золотникового клапана через зону запаздывания, могут быть с выгодой использованы для перемещения фазорегулятора кулачков ближе к желаемому положению, в котором должен быть введен блокировочный штифт. Благодаря снижению числа случаев нежелательных регулировочных уводов, возникающих из-за прохода золотникового клапана через зону запаздывания, процесс введения блокировочного штифта фазорегулятора РФК (VCT) может быть сделан более устойчивым по времени. Далее, посредством выборочного осуществления вывода блокировочного штифта фазорегулятора кулачков: только когда рабочий цикл получает команду минимальной величины регулировки фаз, - может быть лучше обеспечен вывод блокировочного штифта до возобновления нормального фазирования. В принципе, это снижает боковую нагрузку фазорегулятора, вызываемую большими регулировками фаз. Кроме того, путем использования возможности отображения зон, а также границ между зонами золотникового клапана, команды рабочего цикла золотникового клапана могут быть сделаны более точными. В принципе, это снижает ошибки управления положением фазорегулятора. Кроме того, отклик фазорегулятора на команды золотникового клапана может быть сделан более устойчивым. В целом, благодаря снижению ненамеренных и нежелательных ошибок позиционирования фазорегулятора кулачков характеристики системы РФК (VCT) могут быть улучшены.
Заметим, что пример управления и программы оценки, включенные в настоящее описание, могут быть использованы с различными двигателями и/или вариантами систем транспортного средства.. Конкретные программы, раскрытые в настоящем изобретении, могут представлять собой одну или несколько из любого количества методик обработки, например, управляемую событием, управляемую прерыванием, многозадачную, многопоточную и т.д. По существу, различные проиллюстрированные действия, операции или функции могут выполняться в приведенной последовательности, параллельно - или, в некоторых случаях, опускаться. Аналогично, порядок обработки не обязательно должен обеспечивать особенности и преимущества приведенных для примера вариантов осуществления, раскрытых в настоящем описании, но дан для ясности иллюстрации и описания. Одно или несколько из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться повторно, в зависимости от конкретной используемой методики. Далее, раскрытые действия могут графически представлять собой код, записываемый на машиночитаемом носителе в системе управления двигателем.
Следует понимать, что конструкции и программы, раскрытые в настоящем описании, имеют характер примеров и что эти конкретные варианты осуществления не должны толковаться в ограничивающем смысле, так как возможны многочисленные вариации. Так, например, вышеуказанная технология может быть применена к V-образным шестицилиндровым двигателям, I-образным четырехцилиндровым, I-образным шестицилиндровым, V-образным двенадцатицилиндровым, четырехцилиндровым с противолежащими цилиндрами и другим типам двигателей. Объект настоящего изобретения включает все новые и неочевидные комбинации, а также частичные комбинации различных систем и исполнений, равно как и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем изобретении.
В частности, в нижеследующей формуле изобретения указаны определенные комбинации и частичные комбинации, рассматриваемые как новые и неочевидные. Пункты формулы изобретения могут содержать указания на "некоторый" элемент, или "некоторый первый" элемент, или эквивалентные обозначения. Такие пункты формулы изобретения следует понимать как охватывающие осуществление одного или нескольких упомянутых элементов, не требуя и не исключая наличия двух или большего числа таких элементов. Другие комбинации и частичные комбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены путем изменения представленной формулы изобретения или путем представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такие формулы изобретения, будь то расширенные, суженные, идентичные или отличные по объему от первоначальной формулы изобретения, также рассматриваются как содержащиеся в объекте настоящего изобретения