滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应方法、系统和可读存储介质与流程

1.本发明与发动机控制技术有关，具体属于一种滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应方法、系统和可读存储介质。


背景技术：

2.传统发动机的气门升程是固定不变的，无法兼顾高低转速时发动机的性能。可变气门升程(variable valve lift，vvl)技术可以根据工况的不同改变气门升程，从而提高发动机的动力性及经济性。当发动机在较小负荷(进气量)运转时，采用气门低升程，这样可以减少泵气损失，改善燃油经济性。当发动机在较大负荷运转时，切换到气门高升程，这样可以输出较大的功率及扭矩，提高动力性。目前可变气门升程技术在汽车发动机上发展迅速，已经在部分量产车型上得到了应用。
3.可变气门升程技术主要分成连续式和两级式两种，其中两级式可变进气升程的实现方式主要有摇臂式和滑移套筒式。与摇臂式可以由单个驱动级进行驱动相比，滑移套筒式由多个驱动级进行驱动。当滑移套筒的驱动级发生故障时，会导致各气缸的进气升程不一致，进而导致进入各气缸内的进气量不同。
4.当滑移套筒式可变进气升程发生驱动级故障时，会增加各缸进气量的不均匀性，如图1a所示，导致各缸做功能力不均，发动机输出扭矩不平顺，影响驾驶感受，同时由于各缸的爆震倾向、早燃倾向、燃烧稳定性不同，各缸的进气量不均匀性会导致爆震、早燃、失火倾向加剧，影响发动机零部件寿命，如图1b所示。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应方法、系统和可读存储介质，可以解决现有技术中滑移套筒式可变进气升程发生驱动级故障时各缸进气量不均匀导致发动机输出扭矩不平顺以及爆震、早燃、失火倾向加剧的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供的滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应方法，其中：当出现驱动级故障时，如果所述驱动级故障导致各气缸的升程无法保持一致，则对发动机进行扭矩限制且在本次驾驶循环中禁止升程变化，如果各气缸的升程能够保持一致，则将各气缸的升程切换至驱动级故障对应的故障气缸的实际升程且在本次驾驶循环中禁止升程变化。
7.进一步地，当出现驱动级故障且各气缸的升程能够保持一致时，如果故障气缸发生小升程故障，那么故障气缸的实际升程为大升程且故障气缸无法从大升程切换至小升程，此时将非故障气缸的升程均切换至大升程；如果故障气缸发生大升程故障，那么故障气缸的实际升程为小升程且故障气缸无法从小升程切换至大升程，此时将非故障气缸的升程均切换至小升程。
8.进一步地，所述响应方法具体步骤如下：
9.步骤s1，当前驾驶循环开始后，判断当前驾驶循环是否存在升程驱动级故障，如果是，则进入步骤s2，否则响应升程请求；
10.步骤s2，判断驱动级故障是否会导致各缸升程不一致，如果是，则进入步骤s3，否则进入步骤s4；
11.步骤s3，对发动机进行扭矩限制，进入步骤s6；
12.步骤s4，识别发生驱动级故障的故障气缸的实际升程，触发驱动级故障升程一致性请求；
13.步骤s5，将各气缸的升程切换至驱动级故障对应的故障气缸的实际升程；
14.步骤s6，本次驾驶循环中禁止升程变化，直至当前驾驶循环结束。
15.进一步地，在步骤s2中，当发生驱动级故障的故障气缸的数量n1与气缸的总缸数n0满足条件1≤n1＜n0且驱动级故障为短地故障或开路故障或短电源故障时，判定所述驱动级故障会导致各缸升程不一致。
16.进一步地，在步骤s3中，通过限制发动机的最高转速和/或最大进气量对发动机进行扭矩限制。
17.同时，本发明还提供一种滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应系统，包括：
18.第一判断单元，用于判断当前驾驶循环是否存在升程驱动级故障，如果是，则触发升程请求响应单元，如果否，则触发第二判断单元；
19.第二判断单元，用于驱动级故障是否会导致各缸升程不一致，如果是，则触发发动机扭矩控制单元，如果否，则触发故障气缸升程识别单元；
20.发动机扭矩控制单元，用于对发动机进行扭矩限制；
21.故障气缸升程识别单元，用于识别发生驱动级故障的故障气缸的实际升程并触发驱动级故障升程一致性请求；
22.升程请求响应单元，用于响应正常的升程请求或者响应所述驱动级故障升程一致性请求使各气缸的升程切换至驱动级故障对应的故障气缸的实际升程，并禁止响应升程变化请求。
23.进一步地，当发生驱动级故障的故障气缸的数量n1与气缸的总缸数n0满足条件1≤n1＜n0且驱动级故障为短地故障或开路故障或短电源故障时，所述第二判断单元判定所述驱动级故障会导致各缸升程不一致。
24.进一步地，所述发动机扭矩控制单元通过限制发动机的最高转速和/或最大进气量对发动机进行扭矩限制。
25.同时，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有至少一条指令或者程序，所述指令或者程序由所述处理器加载并执行能够实现前述响应方法。
26.与现有技术相比，本发明的滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应方法在驱动级故障不影响各缸升程一致性的情况下，保证不损坏发动机零部件的前提下，尽可能将各缸的进气升程切换保持一致，使得发动机的输出扭矩平顺，提高驾驶员的监视感受，并在无法实现升程一致的情况下，对发动机的扭矩进行限制，从而尽可能地对发动机零部件进行保护，防止对发动机零部件造成损坏。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1a为各缸进气升程不一致时进气量波动幅度与发动机转速的关系示意图；
29.图1b为各缸进气升程不一致时发动机进气量与发动机扭矩和爆震/早燃倾向的关系示意图；
30.图2为本发明实施例的滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应方法的流程图；
31.图3为本发明实施例的滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应系统的结构框图；
32.图4为一个气缸发生小升程驱动级故障时现有技术与本发明实施例在进气量和发动机扭矩上的对比图；
33.图5为一个气缸发生大升程驱动级故障时现有技术与本发明实施例在进气量和发动机扭矩上的对比图；
34.图6为两个气缸发生小升程驱动级故障时现有技术与本发明实施例在进气量和发动机扭矩上的对比图；
35.图7为两个气缸发生大升程驱动级故障时现有技术与本发明实施例在进气量和发动机扭矩上的对比图。
具体实施方式
36.以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其它优点与技术效果。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。
37.此外，需要说明的是，本文的框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机程序指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
38.实施例一
39.为解决现有技术中滑移套筒式可变进气升程发生驱动级故障时各缸进气量不均匀导致发动机输出扭矩不平顺以及爆震、早燃、失火倾向加剧的问题，本发明提供了一种滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应方法，其中：
40.当出现驱动级故障时，如果所述驱动级故障导致各气缸的升程无法保持一致，则对发动机进行扭矩限制且在本次驾驶循环中禁止升程变化，如果各气缸的升程能够保持一致，则将各气缸的升程切换至驱动级故障对应的故障气缸的实际升程且在本次驾驶循环中
禁止升程变化。
41.具体地，当出现驱动级故障且各气缸的升程能够保持一致时，如果故障气缸发生小升程故障，那么故障气缸的实际升程为大升程且故障气缸无法从大升程切换至小升程，此时将非故障气缸的升程均切换至大升程；如果故障气缸发生大升程故障，那么故障气缸的实际升程为小升程且故障气缸无法从小升程切换至大升程，此时将非故障气缸的升程均切换至小升程。
42.图4至图7为气缸发生驱动级故障时现有技术与本发明实施例在进气量和发动机扭矩上的对比图。
43.当四缸发动机中的一个气缸(第一气缸)的驱动级发生小升程故障时，即该故障气缸(第一气缸)无法从大升程切换至小升程，按照现有技术，该故障气缸(第一气缸)始终处于大升程，后三缸则可以切换至小升程，如图4(a)所示，此时故障气缸(第一气缸)的进气量较大，其它三缸的进气量较小，导致发动机的扭矩输出不平顺。针对同样情况，在驱动级故障不影响各缸升程一致性且不损坏发动机零部件的前提下，本发明实施例将未发生驱动级故障的三个气缸的升程切换至大升程(与故障气缸的实际升程保持一致)，这样四个气缸的进气量保持一致，发动机扭矩输出平顺性改善，如图4(b)所示。
44.当四缸发动机中的一个气缸(第四气缸)的驱动级发生大升程故障时，即该故障气缸(第四气缸)无法从小升程切换至大升程，按照现有技术，该故障气缸(第四气缸)始终处于小升程，其它三缸则可以切换至大升程，如图5(a)所示，此时前三缸的进气量较大，故障气缸(第四气缸)的进气量较小，导致发动机的扭矩输出不平顺。针对同样情况，在驱动级故障不影响各缸升程一致性且不损坏发动机零部件的前提下，本发明实施例将未发生驱动级故障的前三个气缸的升程切换至小升程(与故障气缸的实际升程保持一致)，这样四个气缸的进气量保持一致，发动机扭矩输出平顺性改善，如图5(b)所示。
45.当四缸发动机中的一个气缸(第一气缸和第二气缸)的驱动级发生小升程故障时，即该故障气缸(第一气缸和第二气缸)无法从大升程切换至小升程，按照现有技术，该故障气缸(第一气缸和第二气缸)始终处于大升程，第三气缸和第四气缸则可以切换至小升程，如图6(a)所示，此时故障气缸(第一气缸和第二气缸)的进气量较大，第三气缸和第四气缸的进气量较小，导致发动机的扭矩输出不平顺。针对同样情况，在驱动级故障不影响各缸升程一致性且不损坏发动机零部件的前提下，本发明实施例将未发生驱动级故障的第三气缸和第四气缸的升程切换至大升程(与故障气缸的实际升程保持一致)，这样四个气缸的进气量保持一致，发动机扭矩输出平顺性改善，如图6(b)所示。
46.当四缸发动机中的一个气缸(第一气缸和第三气缸)的驱动级发生大升程故障时，即该故障气缸(第一气缸和第三气缸)无法从小升程切换至大升程，按照现有技术，该故障气缸(第一气缸和第三气缸)始终处于小升程，第二气缸和第四气缸则可以切换至大升程，如图7(a)所示，此时第二气缸和第四气缸的进气量较大，故障气缸(第一气缸和第三气缸)的进气量较小，导致发动机的扭矩输出不平顺。针对同样情况，在驱动级故障不影响各缸升程一致性且不损坏发动机零部件的前提下，本发明实施例将未发生驱动级故障的第二气缸和第四气缸的升程切换至小升程(与故障气缸的实际升程保持一致)，这样四个气缸的进气量保持一致，发动机扭矩输出平顺性改善，如图7(b)所示。
47.本发明实施例的原理主要是基于可变进气升程的驱动级诊断结果来判断是否存
在各缸进气升程不一致的情况，若存在升程不一致，则各缸进气散差较大，会影响发动机零部件的寿命以及驾驶体验，因此在不损坏发动机零部件的前提下，尽可能将各缸的进气升程切换成一致状态，从而使得发动机的输出扭矩平顺，并保护发动机零部件；而在无法实现升程一致的情况下，则对发动机的扭矩进行限制，尽可能地对发动机零部件进行保护，防止损坏。
48.实施例二
49.在实施例一的基础上，本实施例对滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应方法的具体实现步骤做进一步说明。
50.具体地，所述响应方法如图2所示，具体步骤如下：
51.步骤s1，当前驾驶循环开始后，判断当前驾驶循环是否存在升程驱动级故障，如果是，则进入步骤s2，否则响应升程请求；
52.步骤s2，判断驱动级故障是否会导致各缸升程不一致，如果是，则进入步骤s3，否则进入步骤s4；
53.步骤s3，对发动机进行扭矩限制，进入步骤s6；
54.步骤s4，识别发生驱动级故障的故障气缸的实际升程，触发驱动级故障升程一致性请求；
55.步骤s5，将各气缸的升程切换至驱动级故障对应的故障气缸的实际升程；
56.步骤s6，本次驾驶循环中禁止升程变化，直至当前驾驶循环结束。
57.发动机控制系统对各缸的可变进气升程驱动级进行诊断，如果识别到存在故障，进一步识别判断驱动级故障的类型，在步骤s2中，当发生驱动级故障的故障气缸的数量n1与气缸的总缸数n0满足条件1≤n1＜n0且驱动级故障为短地故障或开路故障或短电源故障时，判定所述驱动级故障会导致各缸升程不一致。
58.在步骤s3中，通过限制发动机的最高转速和/或最大进气量(限制节气门开度、增压器等)对发动机进行扭矩限制。
59.基于本实施例的响应方法，本实施例还提供滑移套筒式可变进气升程驱动级故障的响应系统，如图3所示，包括：
60.第一判断单元，用于判断当前驾驶循环是否存在升程驱动级故障，如果是，则触发升程请求响应单元，如果否，则触发第二判断单元；
61.第二判断单元，用于驱动级故障是否会导致各缸升程不一致，如果是，则触发发动机扭矩控制单元，如果否，则触发故障气缸升程识别单元；
62.发动机扭矩控制单元，用于对发动机进行扭矩限制；
63.故障气缸升程识别单元，用于识别发生驱动级故障的故障气缸的实际升程并触发驱动级故障升程一致性请求；
64.升程请求响应单元，用于响应正常的升程请求或者响应所述驱动级故障升程一致性请求使各气缸的升程切换至驱动级故障对应的故障气缸的实际升程，并禁止响应升程变化请求。
65.基于上述两个实施例，本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有至少一条指令或者程序，所述指令或者程序由所述处理器加载并执行能够实现实施例一或实施例二所述的响应方法。
66.这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些程序在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。也可以把这些计算机程序存储在可读存储介质中，这些计算机程序使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作。也可以把计算机程序加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的计算机程序实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
67.以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，本发明并不局限于上述实施方式。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员对上述内容做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。