(4)凸轮轴正时机油控制阀(OCV)
OCV是一个三位五通电磁换向阀(图20)。电磁阀根据发动机ECU输出的占空比电流控制滑阀移动位置来选择压力机油流向VVT-i执行器的通道,使进气(排气)凸轮轴旋转到提前、延迟或保持状态的气门正时所对应的位置,图21是VVT-i系统控制提前、延迟、保持状态的原理图。
三、VVT-i系统控制方法
1.设定VVT-i目标提前学习值
发动机ECU基于发动机转速和负荷确定目标提前学习值(图22)。
2,检测VVT-i实际提前角并进行反馈控制
(1)通过凸轮轴位置传感器信号和曲轴位置传感器信号计算VVT-i实际提前角(图23)。
(2)以凸轮轴目标角度和实际变化角度的差异作为VVT-i系统反馈控制的依据。
3. VVT-i控制占空比学习
(1)vvVVT-i执行器作动过程中,VVT-i实际提前值与目标学习值是相同的,通过OCV关闭VVT-i执行器机油压力通道以保持VVT-i提前状态。
(2)发动机ECU通过学习OCV提前驱动占空比,保持VVT-i目标学习值占空比在40%~60%之间。
4.液压控制VVT-i清除异物
虽然机油中的大部分异物会在OCV前被过滤,但是机油过脏或机油中的微小颗粒异物会卡住OCV或VVT-i执行器,造成VVT-i提前角错误。如果发生这种情况,发动机ECU输出最大提前或最大延迟信号(图24)。在VVT-i系统排出异物控制过程中,可能会发生发动机运转抖动,即使异物被排出,但故障码仍会被存储。
5. VVT-i故障失效保护
当VVT-i提前状态发生错误,发动机会出现怠速不稳或发动机失速,这是由于增加了气门重叠角产生内部EGR的结果,在这种故障状态下怠速会有所提高。
四、故障案例
1.故障现像
一辆丰田普瑞维亚(车型ACR50)汽车,装备4缸直列式带进气VVT-i系统发动机(发动机型号2AZ-FE),行驶里程60000km。故障现象是当日首次行驶5km时发动机故障灯突然点亮。
2.故障诊断与排除
维修技师用智能检测仪(IT- II)读取故障码(DTC)为P0012,含义为“凸轮轴位置(进气)正时过于延迟”,并且该DTC当前存在,清除不了。查看DTC生成时的定格数据显示(图25):"Engine RunTime 368s(发动机运行了368s); Coolant Temp 850C(冷却液温度850C);Engine Speed 1780rpm(发动机转速1780r/min);Calculate Lood 61.9%(根据当前空气流量计算的负荷发动机负荷61.9%); Fuel System Status #1 CL(燃油系统控制状态处在闭环状态);VVT Control Status ON(可变气门正时控制状态处在工作状态)”。从以上相关定格数据可以确认发动机在中等负荷工况,发动机ECU已指令VVT-i控制处于工作状态,要求进气门提前开启,增大气门重叠角,改善燃油经济性和排放控制。然而发动机ECU未能通过凸轮轴位置传感器检测到进气正时实际提前变化角度,于是设置了故障码P0012,其生成条件和可能的故障部位列于表1。
依据检查程序,首先使用智能检测对OCV执行主动进行测试,步骤如下:①将智能检测仪连接到DLC3诊断插座;②启动发动机并打开检测仪;③使发动机暖机;④选择以下菜单项:Powertrain/Engine and ECT/Active Test/Control the VVTSystem(Bank1);⑤使用检测仪操作OCV,检查发动机转速;⑥如果VVT-i系统正常,应如表2规定状态。
但此车执行OCV主动测试(OCV ON)时,发动机没有熄火,怠速也没有波动不稳的现象,VVT-i主动测试相关数据流如图26所示。
在逐步增大驱动OCV占空比(VVT OCV Duty)时,对比发动机ECU指令的VVT-i目标学习值占空比与VVT-i实际变化角度,发现VVT-i实际变化角度没有提前作动改变(图27)。