相關(guān)申請的交叉引證

本申請要求于2016年2月11日提交的韓國專利申請第10-2016-0015738號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，通過引證將其全部內(nèi)容結(jié)合于此。

本公開涉及用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

該部分中的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

內(nèi)燃機(jī)通過設(shè)定點(diǎn)火模式燃燒燃料和空氣以預(yù)定比率混合的混合氣體，以通過使用爆發(fā)壓力來生成動力。

在這種情況下，凸輪軸由與曲軸(該曲軸將活塞通過爆破壓力的線性運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以致動進(jìn)氣門和排氣門)連接的正時(shí)帶驅(qū)動，并且在進(jìn)氣門打開的同時(shí)，空氣吸入燃燒室中，并且在排氣門打開的同時(shí)，排出在燃燒室中燃燒的氣體。

為了改進(jìn)進(jìn)氣門和排氣門的操作并由此改善發(fā)動機(jī)(內(nèi)燃機(jī))性能，可根據(jù)發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度或負(fù)載來控制氣門升程和氣門打開/關(guān)閉時(shí)間(正時(shí))。因此，已開發(fā)了控制發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的打開持續(xù)時(shí)間(duration，持續(xù)期間)的連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間(continuousvariablevalveduration)(cvvd)設(shè)備以及控制發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)的連續(xù)可變氣門正時(shí)(cvvt)設(shè)備。

cvvd設(shè)備可調(diào)節(jié)氣門的打開持續(xù)時(shí)間(打開時(shí)間)。此外，在氣門的持續(xù)時(shí)間固定的狀態(tài)下，cvvt設(shè)備提前或推遲氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)。換言之，當(dāng)氣門的打開正時(shí)被確定時(shí)，根據(jù)氣門的持續(xù)時(shí)間自動確定關(guān)閉正時(shí)。

在此背景技術(shù)部分中公開的以上信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理解，并且因此，本公開可能包含不構(gòu)成在該國中對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開提供一種用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的系統(tǒng)和方法，其具有如下優(yōu)勢：在渦輪發(fā)動機(jī)中，通過在進(jìn)氣門側(cè)上安裝連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備，并且通過在排氣門側(cè)上安裝兩級可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備并安裝連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備，來同時(shí)控制持續(xù)可變氣門的持續(xù)時(shí)間和正時(shí)(timing)。

在本公開的一個(gè)形式中，提供用于渦輪發(fā)動機(jī)的用于控制氣門正時(shí)的方法，該渦輪發(fā)動機(jī)包括：進(jìn)氣門側(cè)上的連續(xù)可變氣門正時(shí)(cvvt)設(shè)備以及排氣門側(cè)上的兩級可變氣門持續(xù)時(shí)間(vvd)設(shè)備和連續(xù)可變氣門正時(shí)(cvvt)設(shè)備。該方法可包括：根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載和發(fā)動機(jī)速度來分類多個(gè)控制區(qū)域；在第一控制區(qū)域中，向進(jìn)氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間并向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間；在第二控制區(qū)域中，提前進(jìn)氣門關(guān)閉(ivc)正時(shí)、向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間并維持最大氣門重疊；在第三控制區(qū)域中，向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間并提前ivc正時(shí)和排氣門關(guān)閉(evc)正時(shí)；在第四控制區(qū)域中，向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間并控制evc正時(shí)接近上止點(diǎn)(tdc)；在第五控制區(qū)域中，控制節(jié)流閥全開、向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間并推遲排氣門打開(evo)正時(shí)；以及在第六控制區(qū)域中，控制節(jié)流閥全開、向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間、提前evo正時(shí)并控制evc正時(shí)接近tdc。

在第一控制區(qū)域中，ivc正時(shí)可被固定，并且evc正時(shí)可被設(shè)為能夠維持燃燒穩(wěn)定性的最大值。

在第二控制區(qū)域中，可根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載的增加，通過推遲evc正時(shí)來維持最大氣門重疊。

在第三控制區(qū)域中，當(dāng)發(fā)動機(jī)速度小于預(yù)定速度時(shí)，ivc正時(shí)可被提前至接近下止點(diǎn)(bdc)，并且當(dāng)發(fā)動機(jī)速度等于或大于預(yù)定速度時(shí)，ivc正時(shí)可被提前至bdc之后的角度。

在第五控制區(qū)域中，進(jìn)氣門打開(ivo)正時(shí)可被提前至tdc之前以產(chǎn)生掃氣現(xiàn)象，并且evc正時(shí)可被控制為tdc之后的角度以維持催化劑溫度。

在第六控制區(qū)域中，ivc正時(shí)可被控制為下止點(diǎn)(bdc)之后的角度以抑制或防止爆振。

在根據(jù)本公開的另一形式中，提供用于控制包括渦輪增壓器的連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括：數(shù)據(jù)檢測器，檢測與車輛的行駛狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)；凸輪軸位置傳感器，檢測凸輪軸的位置；進(jìn)氣連續(xù)可變氣門正時(shí)(cvvt)，被配置為控制發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)；排氣兩級可變氣門持續(xù)時(shí)間(vvd)設(shè)備，被配置以兩級方式控制發(fā)動機(jī)的排氣門的打開持續(xù)時(shí)間；排氣連續(xù)可變氣門正時(shí)(cvvt)設(shè)備，被配置為控制排氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)；以及控制器，基于來自數(shù)據(jù)檢測器和凸輪軸位置傳感器的信號，根據(jù)發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)負(fù)載來分類多個(gè)控制區(qū)域，并且根據(jù)控制區(qū)域來控制進(jìn)氣cvvt設(shè)備、排氣兩級vvd設(shè)備以及排氣cvvt設(shè)備的操作，其中，控制器在第一控制區(qū)域中向進(jìn)氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間并向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間，在第二控制區(qū)域中提前進(jìn)氣門關(guān)閉(ivc)正時(shí)、向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間并且維持最大氣門重疊，在第三控制區(qū)域中向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間并提前ivc正時(shí)和排氣門關(guān)閉(evc)正時(shí)，在第四控制區(qū)域中向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間并控制evc正時(shí)接近上止點(diǎn)(tdc)，在第五控制區(qū)域中控制節(jié)流閥全開、向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間并推遲排氣門打開(evo)正時(shí)，并且在第六控制區(qū)域中控制節(jié)流閥全開、向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間、提前evo正時(shí)并控制evc正時(shí)接近tdc。

在第一控制區(qū)域中，控制器可固定ivc正時(shí)并可將evc正時(shí)設(shè)為能夠維持燃燒穩(wěn)定性的最大值。

在第二控制區(qū)域中，控制器可根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載的增加，通過推遲evc正時(shí)來維持最大氣門重疊。

在第三區(qū)域中，當(dāng)發(fā)動機(jī)速度小于預(yù)定速度時(shí)，控制器可將ivc正時(shí)提前至接近下止點(diǎn)(bdc)，并且當(dāng)發(fā)動機(jī)速度等于或大于預(yù)定速度時(shí)，控制器可將ivc正時(shí)提前至bdc之后的角度。

在第五控制區(qū)域中，控制器可將進(jìn)氣門打開(ivo)正時(shí)提前至tdc之前以產(chǎn)生掃氣現(xiàn)象并且可將evc正時(shí)控制為tdc之后的角度以維持催化劑溫度。

在第六控制區(qū)域中，控制器可將ivc正時(shí)控制為下止點(diǎn)(bdc)之后的角度以抑制或防止爆振。

根據(jù)本公開的一個(gè)形式，同時(shí)控制連續(xù)可變氣門的持續(xù)時(shí)間和正時(shí)，使得可在期望條件下控制發(fā)動機(jī)。

根據(jù)本公開，進(jìn)氣門和排氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)被適當(dāng)控制，由此改進(jìn)部分負(fù)載條件下的燃料效率以及高負(fù)載條件下的動力性能。此外，可通過增加有效壓縮比來降低用于啟動的燃料量，并且可通過縮短用于加熱催化劑的時(shí)間來減少排氣。

由于在排氣門側(cè)上使用兩級可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備而不是連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備，所以可降低生產(chǎn)成本且保持動力性能。

從本文提供的描述中，其他領(lǐng)域的適用性將變得顯而易見。應(yīng)理解，該描述和具體實(shí)例旨在僅用于說明目的，而并非旨在限制本公開的范圍。

附圖說明

為了可更好地理解本公開，現(xiàn)將參考附圖描述以實(shí)例的方式給出的本公開的各種形式，其中：

圖1是示出用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的系統(tǒng)的示意性框圖；

圖2是示出設(shè)置有連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備的進(jìn)氣口以及設(shè)置有兩級可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備并設(shè)置有連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備的排氣口的立體圖；

圖3a至圖3b是示出用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的方法的流程圖；

圖4a至圖4c是示出進(jìn)氣門的取決于發(fā)動機(jī)負(fù)載和發(fā)動機(jī)速度的持續(xù)時(shí)間、打開正時(shí)以及關(guān)閉正時(shí)的曲線圖；以及

圖5a至圖5c是示出排氣門的取決于發(fā)動機(jī)負(fù)載和發(fā)動機(jī)速度的持續(xù)時(shí)間、打開正時(shí)以及關(guān)閉正時(shí)的曲線圖。

本文描述的附圖僅用于說明目的，并非旨在以任何方式限制本公開的范圍。

具體實(shí)施方式

以下描述本質(zhì)上僅是示例性的，并非旨在限制本公開、應(yīng)用或用途。應(yīng)理解，貫穿附圖，相應(yīng)的參考標(biāo)號指代相同或相應(yīng)的部件和特征。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在完全不背離本公開的精神或范圍的情況下，可通過各種不同的方式修改所描述的形式。

貫穿整個(gè)說明書和以下的權(quán)利要求書，除非明確說明相反，否則詞語“包括(comprise)”以及諸如“包含(comprises)”或者“含有(comprising)”的變形應(yīng)被理解為意指包括所述元件，但并不排除任何其他的元件。

應(yīng)理解的是，術(shù)語“車輛”或者“車輛的”或者如本文中使用的其他類似的術(shù)語總體上包含機(jī)動車輛，包括混合動力車輛、插電式電動車輛以及其他可替代的燃料車輛(例如，燃料來源于石油以外的資源)。如本文中提及，混合動力電動車輛是具有兩種或更多種動力源的車輛，例如，汽油動力和電動力車輛。

此外，應(yīng)理解，可由至少一個(gè)控制器執(zhí)行一些方法。術(shù)語“控制器”是指包括被配置為執(zhí)行應(yīng)解釋為其算法結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)步驟的處理器和存儲器的硬件設(shè)備。存儲器被配置為存儲算法步驟，并且處理器具體被配置為執(zhí)行所述算法步驟以便執(zhí)行以下所進(jìn)一步描述的一個(gè)或多個(gè)過程。

此外，本公開的控制邏輯可體現(xiàn)為在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含由處理器、控制器等等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的實(shí)例包括但不限于rom、ram、光盤(cd)-rom、磁帶、軟盤、閃存驅(qū)動、智能卡以及光學(xué)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)還可分布在連接網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，以便例如通過遠(yuǎn)程信息處理或控制器局域網(wǎng)(can)以分布式方式存儲和執(zhí)行該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

圖1是示出根據(jù)本公開的一個(gè)形式的用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的系統(tǒng)的示意性框圖。

在示例性形式中，作為車輛的動力源的發(fā)動機(jī)是包括渦輪增壓器的渦輪發(fā)動機(jī)。

如圖1所示，用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)檢測器10、凸輪軸位置傳感器20、控制器30、進(jìn)氣連續(xù)可變氣門正時(shí)(cvvt)裝置45、排氣兩級可變氣門持續(xù)時(shí)間(vvd)設(shè)備50、排氣連續(xù)可變氣門正時(shí)(cvvt)裝置55以及節(jié)流閥60。

數(shù)據(jù)檢測器10檢測與車輛的行駛狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)，以用于控制cvvt設(shè)備和vvd設(shè)備，并且包括：車輛速度傳感器11、發(fā)動機(jī)速度傳感器12、油溫傳感器13、空氣流量傳感器14以及加速器踏板位置傳感器15，盡管如此，根據(jù)期望也可采用其他傳感器。

車輛速度傳感器11檢測車輛速度，并且向控制器30傳輸對應(yīng)于其的信號。車輛速度傳感器11可安裝在車輛的車輪處。

發(fā)動機(jī)速度傳感器12從曲軸或凸輪軸的相位的改變來檢測發(fā)動機(jī)速度，并將對應(yīng)于其的信號傳輸至控制器30。

油溫傳感器(ots)13檢測流過油壓控制閥(oilcontrolvalve)(ocv)的油類的溫度，并將對應(yīng)于其的信號傳輸至控制器30。

可通過使用安裝在進(jìn)氣歧管的冷卻劑通道處的冷卻劑溫度傳感器確定冷卻劑溫度，來確定通過油溫傳感器13檢測的油類溫度。因此，在一個(gè)形式中，油溫傳感器13可包括冷卻劑溫度傳感器，并且油溫應(yīng)被理解為是冷卻劑溫度。

空氣流量傳感器14檢測流入進(jìn)氣歧管的空氣量，并將對應(yīng)于其的信號傳輸至控制器30。

加速器踏板位置傳感器15檢測駕駛員踩壓加速器踏板的程度，并將對應(yīng)于其的信號傳輸至控制器30。當(dāng)加速器踏板被完全踩壓時(shí)，加速器踏板的位置值是100％，并且當(dāng)完全不踩壓加速器踏板時(shí)，加速器踏板的位置值是0％。

可使用安裝在進(jìn)氣通道上的節(jié)流閥位置傳感器來代替加速器踏板位置傳感器15。因此，在本公開的一個(gè)形式中，加速器踏板位置傳感器15可包括節(jié)流閥位置傳感器，并且加速器踏板的位置值應(yīng)被理解為是節(jié)流閥的打開值。

凸輪軸位置傳感器20檢測凸輪軸角位置，并將對應(yīng)于其的信號傳輸至控制器30。

圖2是示出根據(jù)本公開的示例性形式的設(shè)置有連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備的進(jìn)氣口以及設(shè)置有兩級可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備和連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備的排氣口的立體圖。

如圖2所示，連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備安裝在進(jìn)氣口上，并且兩級可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備和連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備安裝在排氣口上。因此，在本公開的一個(gè)形式中，進(jìn)氣門持續(xù)時(shí)間(ivd)是固定的。如果ivd變長，則車輛的燃料效率和高速性能可改善，但是低速性能可劣化。因此，ivd可固定為大約250度到260度的預(yù)定角度。

進(jìn)氣連續(xù)可變氣門正時(shí)(cvvt)設(shè)備45根據(jù)來自控制器30的信號來控制發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)，并且排氣連續(xù)可變氣門正時(shí)(cvvt)設(shè)備55根據(jù)來自控制器30的信號來控制發(fā)動機(jī)的排氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)。

排氣兩級可變氣門持續(xù)時(shí)間(vvd)設(shè)備50根據(jù)來自控制器30的信號來將發(fā)動機(jī)的排氣門的打開持續(xù)時(shí)間控制為兩級。由于使用由電磁閥操作的兩級vvd設(shè)備50代替cvvd設(shè)備，所以可省去用于操作cvvd設(shè)備的電機(jī)和傳感器，由此降低生產(chǎn)成本。

如果排氣門持續(xù)時(shí)間(evd)變長，則車輛的燃料效率和高速性能可改善，但是低速性能可劣化。因此，可通過實(shí)驗(yàn)設(shè)定用于低速性能的短持續(xù)時(shí)間以及用于高速性能的長持續(xù)時(shí)間。例如，短持續(xù)時(shí)間可被設(shè)為大約180度到210度的角度，并且長持續(xù)時(shí)間可被設(shè)為大約240度到250度的角度。

排氣兩級vvd設(shè)備50可通過切換而向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間和長持續(xù)時(shí)間。

節(jié)流閥60調(diào)節(jié)流入進(jìn)氣歧管的空氣量。

控制器30基于來自數(shù)據(jù)檢測器10和凸輪軸位置傳感器20的信號根據(jù)發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)負(fù)載來分類多個(gè)控制區(qū)域，并且控制進(jìn)氣cvvt設(shè)備45、排氣兩級vvd設(shè)備50、排氣cvvt設(shè)備55以及節(jié)流閥60的操作。本文中，多個(gè)控制區(qū)域可被分類為六個(gè)區(qū)域。

控制器30在第一控制區(qū)域中向進(jìn)氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間并向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間，在第二控制區(qū)域中提前進(jìn)氣門關(guān)閉(ivc)正時(shí)并向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間以維持最大氣門重疊，在第三控制區(qū)域中向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間并提前ivc正時(shí)和排氣門關(guān)閉(evc)正時(shí)，在第四控制區(qū)域中向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間并控制evc正時(shí)接近上止點(diǎn)(topdeadcenter，上死點(diǎn))(tdc)，在第五控制區(qū)域中控制節(jié)流閥全開、向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間并推遲排氣門打開(evo)正時(shí)，并且在第六控制區(qū)域中控制節(jié)流閥全開、向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間、提前evo正時(shí)并控制evc正時(shí)接近tdc。

為了這些目的，控制器30可實(shí)現(xiàn)為通過預(yù)定程序執(zhí)行的至少一個(gè)處理器，并且為了執(zhí)行用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的方法的每個(gè)步驟，可對預(yù)定程序進(jìn)行編程。

可在記錄介質(zhì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)本文描述的各種形式，例如，可通過使用軟件、硬件或其結(jié)合由計(jì)算機(jī)或類似設(shè)備讀取該記錄介質(zhì)。

根據(jù)硬件實(shí)現(xiàn)方式，可通過使用專用集成電路(asic)、數(shù)字信號處理器(dsp)、數(shù)字信號處理設(shè)備(dspd)、可編程邏輯設(shè)備(pld)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、處理器、控制器、微控制器、微處理器以及設(shè)計(jì)為執(zhí)行任何其他功能的電子單元中的至少一個(gè)來實(shí)現(xiàn)本文描述的形式。

根據(jù)軟件實(shí)現(xiàn)方式，可通過單獨(dú)的軟件模塊來實(shí)現(xiàn)本形式中所描述的諸如程序和功能的形式。軟件模塊中的每一個(gè)可執(zhí)行本公開所描述的一個(gè)或多個(gè)功能和操作。可通過以合適的程序語言編寫的軟件應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)軟件代碼。

在下文中，將參考圖3a至圖5c詳細(xì)描述根據(jù)本公開的一個(gè)形式的用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的方法。

圖3a至圖3b是示出用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的方法的流程圖。此外，圖4a至圖4c是分別示出取決于發(fā)動機(jī)負(fù)載和發(fā)動機(jī)速度的進(jìn)氣門持續(xù)時(shí)間、打開正時(shí)以及關(guān)閉正時(shí)的曲線圖，并且圖5a至圖5c是分別示出取決于發(fā)動機(jī)負(fù)載和發(fā)動機(jī)速度的排氣門持續(xù)時(shí)間、打開正時(shí)以及關(guān)閉正時(shí)的曲線圖。

如圖3a至圖3b所示，用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動機(jī)的氣門正時(shí)的方法以根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載和發(fā)動機(jī)速度來分類多個(gè)控制區(qū)域的步驟s100開始。第一控制區(qū)域至第六控制區(qū)域表示在圖4a至圖5c中。

控制器30可將控制區(qū)域分類為當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載小于第一預(yù)定負(fù)載時(shí)的第一控制區(qū)域、當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載等于或大于第一預(yù)定負(fù)載且小于第二預(yù)定負(fù)載時(shí)的第二控制區(qū)域以及當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載等于或大于第二預(yù)定負(fù)載且小于第三預(yù)定負(fù)載時(shí)的第三控制區(qū)域。此外，控制器30可將控制區(qū)域分類為當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載等于或大于第二預(yù)定負(fù)載且發(fā)動機(jī)速度等于或大于第一預(yù)定速度且小于第二預(yù)定速度時(shí)的第四控制區(qū)域、當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載等于或大于第三預(yù)定負(fù)載且發(fā)動機(jī)速度小于第一預(yù)定速度時(shí)的第五區(qū)域以及當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載等于或大于第三預(yù)定負(fù)載且發(fā)動機(jī)速度等于或大于第二預(yù)定速度時(shí)的第六控制區(qū)域。

同時(shí)，如圖4a至圖5c所示，以進(jìn)氣門持續(xù)時(shí)間(ivd)映射和排氣門持續(xù)時(shí)間(evd)映射表示曲柄角度。此外，在進(jìn)氣門打開(ivo)正時(shí)映射中指定的數(shù)字表示上止點(diǎn)(tdc)之前，在進(jìn)氣門關(guān)閉(ivc)正時(shí)映射中指定的數(shù)字表示下止點(diǎn)(bdc)之后，在排氣門打開(evo)正時(shí)映射中指定的數(shù)字表示bdc之前，并且在排氣門關(guān)閉(evc)正時(shí)映射中指定的數(shù)字表示在tdc之后。圖4a至圖5c所示的區(qū)域和曲線僅是用于描述本公開的示例性形式的實(shí)例，并且本公開不限于此。

當(dāng)在步驟s100中根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載和發(fā)動機(jī)速度來分類控制區(qū)域時(shí)，在步驟s110中，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)是否屬于第一控制區(qū)域。

當(dāng)在步驟s110中發(fā)動機(jī)負(fù)載小于第一預(yù)定負(fù)載時(shí)，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)屬于第一控制區(qū)域。在這種情況下，在步驟s120中，控制器30向進(jìn)氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間并向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間，并且控制排氣門與進(jìn)氣門之間的氣門重疊。氣門重疊表示進(jìn)氣門打開且排氣門仍未關(guān)閉的狀態(tài)。

換言之，當(dāng)發(fā)動機(jī)以低負(fù)載條件操作時(shí)，控制器30可固定ivc正時(shí)以便向進(jìn)氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間。如圖4a至圖4c所示，ivc正時(shí)可被固定為下止點(diǎn)(bdc)之后的大約100度到110度的角度，并且根據(jù)固定ivd，ivo正時(shí)可被控制為上止點(diǎn)(tdc)之前的大約20度到30度的角度。

另外，控制器30可通過在tdc之后的方向上移動evc正時(shí)來將evc正時(shí)設(shè)為能夠維持燃燒穩(wěn)定性的最大值。在這種情況下，由于長持續(xù)時(shí)間應(yīng)用至排氣門，所以控制器30將evo正時(shí)控制為bdc之前的大約40度到50度的角度。

當(dāng)在步驟s110中當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)不屬于第一控制區(qū)域時(shí)，在步驟s130中，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)是否屬于第二控制區(qū)域。

當(dāng)在步驟s130中發(fā)動機(jī)負(fù)載等于或大于第一預(yù)定負(fù)載且小于第二預(yù)定負(fù)載時(shí)，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)屬于第二控制區(qū)域。在這種情況下，在步驟s140中，控制器30提前ivc正時(shí)，向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間，并且維持最大氣門重疊。

如上所述，當(dāng)在第一控制區(qū)域中ivc正時(shí)被控制在進(jìn)氣門延遲關(guān)閉(livc)位置處(bdc之后的大約100度到110度的角度處)時(shí)，氣門重疊被限制。因此，在第二控制區(qū)域中，控制器30提前ivc正時(shí)以產(chǎn)生氣門重疊。

此外，控制器30可根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載的增加，通過在tdc之后的方向上推遲evc正時(shí)來維持最大氣門重疊。

當(dāng)在tdc之后的方向上推遲evc正時(shí)時(shí)，隨著氣門重疊增加，進(jìn)氣泵送可降低，然而，由于evo正時(shí)接近bdc，所以排氣泵送可增加。由于在第二控制區(qū)域中使用排氣門的長持續(xù)時(shí)間，所以排氣泵送不劣化并且可使用最大氣門重疊。

當(dāng)在步驟s130中當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)不屬于第二控制區(qū)域時(shí)，在步驟s150中，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)是否屬于第三控制區(qū)域。

當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載等于或大于第二預(yù)定負(fù)載且小于第三預(yù)定負(fù)載時(shí)，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)屬于第三控制區(qū)域。在這種情況下，在步驟s160中，控制器30向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間，并且提前ivc正時(shí)和evc正時(shí)。

當(dāng)ivc正時(shí)位于livc位置處時(shí)，隨著發(fā)動機(jī)負(fù)載增加，升壓壓力可能增加，可能出現(xiàn)爆振，并且可能劣化燃料效率。為了抑制或防止上述現(xiàn)象，在發(fā)動機(jī)負(fù)載相對高的第三控制區(qū)域中，控制器30提前ivc正時(shí)。

在這種情況下，當(dāng)發(fā)動機(jī)速度小于預(yù)定速度時(shí)，控制器30可將ivc正時(shí)快速提前至接近bdc，并且當(dāng)發(fā)動機(jī)速度等于或大于預(yù)定速度時(shí)，控制器可將ivc正時(shí)緩慢提前至bdc之后的大約30度到50度的角度。預(yù)定速度可以是大約1500rpm。

此外，由于在第一控制區(qū)域和第二控制區(qū)域中使用最大氣門重疊，所以控制器30提前evc正時(shí)。

當(dāng)在步驟s150中當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)不屬于第三控制區(qū)域時(shí)，在步驟s170中，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)是否屬于第四控制區(qū)域。

如果在步驟s170中控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)屬于第四控制區(qū)域，則在步驟s180中，控制器30向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間并且控制evc正時(shí)接近tdc。

第四控制區(qū)域可以是發(fā)動機(jī)負(fù)載等于或大于第二預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動機(jī)速度等于或大于第一預(yù)定速度且小于第二預(yù)定速度的低升壓區(qū)域。例如，第一預(yù)定速度可以是大約1500rpm，并且第二預(yù)定速度可以是大約2500rpm。

當(dāng)在第四控制區(qū)域中，ivc正時(shí)接近bdc以及進(jìn)氣門的短持續(xù)時(shí)間時(shí)，燃料效率可改善。由于ivd固定，所以當(dāng)ivc正時(shí)被控制為接近bdc時(shí)，ivo正時(shí)在tdc方向上提前，并且氣門重疊增加。

因此，控制器30將evc正時(shí)控制為接近tdc以便降低氣門重疊。為了該目的，控制器30可向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間而不是長持續(xù)時(shí)間。參考圖5a至圖5c所示的切換線，切換線的左側(cè)是應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間的區(qū)域，并且切換線的右側(cè)是應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間的區(qū)域。

當(dāng)在步驟s170中當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)不屬于第四控制區(qū)域時(shí)，在步驟s190中，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)是否屬于第五控制區(qū)域。

當(dāng)在步驟s190中發(fā)動機(jī)負(fù)載等于或大于第三預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動機(jī)速度小于第一預(yù)定速度時(shí)，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)屬于第五控制區(qū)域。在這種情況下，在步驟s200中，控制器30控制節(jié)流閥60全開，向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間并且推遲evo正時(shí)。

在渦輪發(fā)動機(jī)中，當(dāng)在發(fā)動機(jī)速度小于第一預(yù)定速度(例如，1500rpm)的第五控制區(qū)域中節(jié)流閥全開(即，wot；全開節(jié)流閥)時(shí)，進(jìn)氣端壓力變得高于排氣端壓力。因此，相比較自然吸氣發(fā)動機(jī)，掃氣現(xiàn)象易于出現(xiàn)。為了產(chǎn)生其中燃燒氣體由于排氣端壓力的降低而排出的掃氣現(xiàn)象，在一個(gè)形式中，ivo正時(shí)被控制為tdc之前的大約20度到40度的角度，并且ivc正時(shí)被控制為bdc之后的大約0度到20度的角度。然而，在本公開的一個(gè)形式中，ivd可固定，當(dāng)ivo正時(shí)被提前至tdc之前時(shí)，ivc正時(shí)可大于bdc之后的大約20度的角度。因此，可通過排氣干擾降低，使用evo正時(shí)和evc正時(shí)來彌補(bǔ)掃氣現(xiàn)象。換言之，控制器30將evo正時(shí)推遲至bdc之前以便降低排氣干擾，并且將evc正時(shí)控制在tdc之后的大約30度的角度內(nèi)，以便將催化劑溫度維持在預(yù)定范圍內(nèi)。在這種情況下，控制器30向排氣門應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間。

當(dāng)在步驟s190中當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)不屬于第五控制區(qū)域時(shí)，在步驟s210中，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)是否屬于第六控制區(qū)域。

當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載等于或大于第三預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動機(jī)速度等于或大于第二預(yù)定速度時(shí)，控制器30確定當(dāng)前發(fā)動機(jī)狀態(tài)屬于第六控制區(qū)域。在這種情況下，在步驟s220中，控制器30控制節(jié)流閥60全開，向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間，提前evo正時(shí)，并且控制evc正時(shí)接近tdc。

當(dāng)發(fā)動機(jī)速度等于或大于第二預(yù)定速度(例如，2500rpm)時(shí)，因?yàn)榕艢舛藟毫︼@著高于進(jìn)氣端壓力，所以掃氣現(xiàn)象消失。因此，控制器30將evo正時(shí)提前為bdc之后的大約30度的角度，并且控制evc正時(shí)接近tdc以抑制或防止排氣泵送。在這種情況下，控制器30可通過切換在第五控制區(qū)域中應(yīng)用的短持續(xù)時(shí)間來向排氣門應(yīng)用長持續(xù)時(shí)間。

同時(shí)，當(dāng)在高速條件下執(zhí)行wot控制時(shí)，在自然吸氣發(fā)動機(jī)中很少產(chǎn)生爆振，但是相反，在渦輪發(fā)動機(jī)中易于出現(xiàn)爆振。因此，控制器30將ivc正時(shí)提前在bdc之后的大約50度的角度內(nèi)以降低升壓壓力，以便抑制或防止爆振。

如上所述，同時(shí)控制連續(xù)可變氣門的持續(xù)時(shí)間和正時(shí)，使得可在期望條件下控制發(fā)動機(jī)。

根據(jù)本公開，進(jìn)氣門和排氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)被適當(dāng)控制，由此改進(jìn)部分負(fù)載條件下的燃料效率以及高負(fù)載條件下的動力性能。此外，可通過增加有效壓縮比來減少用于啟動的燃料量，并且可通過縮短用于加熱催化劑的時(shí)間來減少排氣。

此外，由于在排氣口處使用兩級可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備而不是連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備，所以可降低生產(chǎn)成本且維持動力性能。

雖然已結(jié)合目前被視為實(shí)用的示例性形式描述了本公開，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開的形式，而是相反，本公開旨在涵蓋包含在本公開的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。