一种发动机VVL执行器控制方法技术

本发明专利技术属于发动机控制领域，具体涉及一种发动机VVL执行器的控制方法。利用本发明专利技术方法能够在ECU控制软件中没有VVL驱动控制软件的情况下，实现对VVL执行器的驱动控制，同时满足了VVL样机性能摸底试验时随意切换凸轮型线改变气门升程的功能需求；最终达到了既能满足VVL执行器的正常驱动控制需求又缩短了发动机研发周期以及降低研成本的目的，可以有效加快发动机的研发进度并有效减少研发费用。此外，本发明专利技术方法可以作为平台化方案兼容所有型号发动机研发过程中对VVL执行器的控制需求，实现此套系统的效益最大化。现此套系统的效益最大化。现此套系统的效益最大化。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机VVL执行器控制方法


[0001]本专利技术属于发动机控制领域，具体涉及一种发动机VVL执行器的控制方法。

技术介绍

[0002]发动机VVL技术也叫可变气门升程技术。简单说来，可变气门正时系统是通过改变气门打开和关闭的时机，而可变气门升程是改变气门开度大小；VVL执行器与凸轮轴的详细内部结构及安装效果如图1、图2所示；每个VVL执行器上设置有两个销子。
[0003]传统汽油发动机的气门升程是固定不可变的。也就是说凸轮轴的凸轮型线只有一种。这就造成了该升程不可能使发动机在高速区和低速区都得到良好的响应；其结果就是发动机既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩，却能得到全工况下发动机均衡的性能。
[0004]在搭载VVL技术的发动机运行过程中，VVL执行器通过伸出销子插入到设计了两套凸轮型线的凸轮轴卡槽中，随着凸轮轴的转动VVL执行器通过销子推动凸轮轴左右移动，从而切换发动机的凸轮型线设计最终实现改变气门升程的效果。随着VVL技术的应用可以使发动机在高速区和低速区都能得到更加合理的气门升程，从而改善发动机的高速功率和低速扭矩性能以及燃油经济性。
[0005]在原有发动机平台研发VVL技术，一般在项目立项之前都需要组装一台样机，并安装到性能试验台架上进行发动机性能摸底的预研究，初步判断搭载新技术的发动机样机所能够达到的性能水平以及了解发动机的市场竞争力；根据这个结果进行评审，主机厂才会正式立项进行研发工作，从而增加技术研发方向的准确性。
[0006]传统情况下，为了完成VVL样机的台架性能摸底测试，就需要ECU软件供应商为新的VVL样机先匹配升级一套具备VVL控制功能的ECU软件数据。因为ECU软件中VVL执行器的控制系统非常复杂，它需要识别曲轴相位以及凸轮轴正时，并在这个基础上开发复杂的控制策略；所以ECU软件供应商在开发升级VVL控制模块的过程需要耗费大量时间且增加项目研发费用。

技术实现思路

[0007]本专利技术在保证原平台ECU控制软件不变的情况下，通过增加带PWM输出以及CAN通讯功能的简易控制器从而实现控制VVL执行器切换凸轮轴模式改变气门升程的功能，并且完成了VVL样机全部的台架性能摸底试验任务。具体技术方案如下：一种发动机VVL执行器的控制方法：包括如下步骤：（1）在发动机台架试验中的VVL执行器上搭载一VVL控制器，所述销子控制器与VVL执行器并联，VVL控制器上设置有PWM硬件端口，并通过该PWM硬件端口分别与VVL执行器的两个销子连接，通过CAN通讯连接至VVL执行器的操作电脑；（2）控制器系统中，在VVL执行器的操作电脑上通过Busmaster软件把VVL执行器的动作命令转化成数值信号0/1/2，并通过DBC文件翻译成CAN报文传递给VVL控制器；
（3）通过Simulink搭建CAN信号的接收和解析的软件逻辑，将VVL执行器的动作命令采集到控制器中，并赋值给变量VVL_ON_1，最后传递给变量Command；（4）设置确定VVL控制器的控制逻辑及VVL执行器销子动作指令，VVL控制器周期性地将销子状态指令转化成PWM信号，通过PWM硬件端口控制VVL硬件执行，从而移动凸轮轴并切换发动机的气门升程。
[0008]进一步的，所述销子控制器具备PWM输出、CAN通讯功能和软件刷写功能。
[0009]进一步的，步骤（4）VVL控制器的控制逻辑如下：（41）设置销子伸缩情况与凸轮轴切换方向的对应关系，并设置两个销子不可同时伸出，且单次持续伸出0.5s后强制缩回；（42）控制凸轮轴左右移动的控制命令通过CAN信号传递至VVL控制器系统根据接收到的CAN报文先解析到VVL_ON_1变量中，之后传递给变量Command；变量Command有3种状态0/1/2，当Command=1表示左移命令，Command=2表示右移命令, Command=0表示系统进入强制执行模式，但凸轮轴不移动；（43）根据控制过程中出现的控制状态在Simulink软件中通过Stateflow设计相应的状态模式。
[0010]进一步的，步骤（43）状态模式包括开启模式、主动进入模式、左移动模式、右移动模式和安全模式，其中安全模式切换通过在模式切换过程中增加变量作为状态模式切换安全模式条件。
[0011]利用本专利技术方法能够在ECU控制软件中没有VVL驱动控制软件的情况下，实现对VVL执行器的驱动控制，同时满足了VVL样机性能摸底试验时随意切换凸轮型线改变气门升程的功能需求；最终达到了既能满足VVL执行器的正常驱动控制需求又缩短了发动机研发周期以及降低研成本的目的，可以有效加快发动机的研发进度并有效减少研发费用。此外，本专利技术方法可以作为平台化方案兼容所有型号发动机研发过程中对VVL执行器的控制需求，实现此套系统的效益最大化。
附图说明
[0012]图1 VVL与凸轮轴的三维数模图；图2 VVL与凸轮轴内部结构图；图3 本专利技术VVL控制系统硬件线路图；图4 本专利技术用于发送CAN报文的DBC文件截图；图5 CAN信号的解析逻辑图；图6 控制VVL执行器的Simulink控制模型整体框架图；图7 实施例中VVL执行器中销子的控制策略图；图8 实施例中通过PWM端口控制VVL执行器的Simulink控制模型图图9 实施例中在Busmaster软件中导入DBC文件的截图；图10 实施例应用图
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阿特金森ATK循环缸压图；图11 实施例应用图
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OTTO循环缸压图。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]实施例1本实施例发动机台架试验中设置有两个VVL执行器，执行器结构如图1
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2所示，每个VVL有两个销子，为了描述方便，我们将VVL执行器定义成A和B，对应的销子定义成A1、A2、B1、B2。图2展示了VVL执行器A安装在凸轮轴上的剖面图。
[0015]在VVL控制器上增加一个VVL控制器，控制器与VVL执行器并联，VVL控制器上设置有PWM硬件端口，并通过该PWM硬件端口分别与VVL执行器的两个销子连接，通过CAN通讯连接至VVL执行器的操作电脑；其搭载方式如图3所示。控制器系统中，在VVL执行器的操作电脑上通过Busmaster软件把VVL执行器的动作命令转化成数值信号0/1/2，并通过DBC文件翻译成CAN报文传递给VVL控制器，如图4所示。通过Simulink搭建CAN信号的接收和解析的软件逻辑，将VVL执行器的动作命令采集到控制器中，并赋值给变量VVL_ON_1，最后传递给变量Command，如图5所示。
[0016]设置销子伸缩情况与凸轮轴切换方向的对应关系，并设置两个销子不可同时伸出，且单次持续伸出0.5s后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机VVL执行器的控制方法，其特征在在于：包括如下步骤：在发动机台架试验中的VVL执行器上搭载一VVL控制器，所述控制器与VVL执行器并联，VVL控制器上设置有PWM硬件端口，并通过该PWM硬件端口分别与VVL执行器的两个销子连接，通过CAN通讯连接至VVL执行器的操作电脑；控制器系统中，在VVL执行器的操作电脑上通过Busmaster软件把VVL执行器的动作命令转化成数值信号0/1/2，并通过DBC文件翻译成CAN报文传递给VVL控制器；通过Simulink搭建CAN信号的接收和解析的软件逻辑，将VVL执行器的动作命令采集到控制器中，并赋值给变量VVL_ON_1，最后传递给变量Command；设置确定VVL控制器的控制逻辑及VVL执行器销子动作指令，VVL控制器周期性地将销子状态指令转化成PWM信号，通过PWM硬件端口控制VVL硬件执行，从而移动凸轮轴并切换发动机的气门升程。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在在于：所述控制器具备...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖家钦，骆旭薇，黄晓波，潘俭栓，廖善彬，龚贺师，曹黎明，赵江，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：