中間相位連續(xù)可變氣門正時系統(tǒng)及其控制方法
【專利說明】中間相位連續(xù)可變氣門正時系統(tǒng)及其控制方法
[0001]與相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年6月25日提交的韓國專利申請第10-2014-0078259號的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及一種連續(xù)可變氣門正時系統(tǒng)，且更具體地，涉及一種具有中間鎖定銷和凸輪扭矩響應(yīng)控制的中間相位連續(xù)可變氣門正時系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]由于對燃料效率提高、排放氣體減少、低速扭矩增加和輸出改善的要求的增加，所以需要提高能夠根據(jù)每分鐘發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)來最優(yōu)地控制其進氣門/排氣門開啟和關(guān)閉正時的連續(xù)可變氣門正時系統(tǒng)(CVVT)或者凸輪軸相位器系統(tǒng)的性能。
[0005]為了提高現(xiàn)有的CVVT的性能，已經(jīng)開發(fā)了中間相位CVVT來減少系統(tǒng)響應(yīng)性時間，并且擴展凸輪操作范圍。
[0006]中間相位CVVT通過增加進氣門和排氣門的氣門重疊來降低栗氣損失來提高燃料效率，并且通過根據(jù)發(fā)動機情況來使用內(nèi)部排放氣體再循環(huán)(EGR)重新燃燒來自氣門重疊的廢氣(combust1n gas)而減少排放氣體。中間相位CVVT通過根據(jù)發(fā)動機情況使用進氣門正時的最優(yōu)化來增加容積效率而進一步地提高低速扭矩及其性能，由此進一步地改善燃料效率和排放氣體減少。
[0007]當(dāng)基于凸輪的目標(biāo)值與當(dāng)前值之間的差來控制中間相位CVVT時，中間相位CVVT將凸輪位置控制在中間位置，而不是滯后(進氣)位置，也不是提前(排氣)位置，由此減小系統(tǒng)響應(yīng)性時間并且擴展凸輪操作范圍。
[0008]然而，中間相位CVVT通過使用鎖定銷來保持凸輪中間相位，并且因此，可能發(fā)生鎖定銷的解鎖[鎖定一解鎖]延遲。
[0009]例如，鎖定銷需要在控制中間相位CVVT時都迅速地解鎖，但是在發(fā)動機RPM降低至大約500RPM至1000RPM并且發(fā)動機機油溫度在大約110°C至130°C的特定條件下鎖定銷的解鎖延遲，且因而發(fā)生響應(yīng)延遲。
[0010]鎖定銷的響應(yīng)延遲主要發(fā)生在發(fā)動機起動之后在100° (曲軸轉(zhuǎn)角)/秒的開環(huán)響應(yīng)時間(0LRT)的條件下控制中間相位CVVT時，因而降低排放效果(即，減少有害物質(zhì))的效率。
[0011]將中間相位CVVT調(diào)整成滿足在-10°c至130°C的機油溫度和等于或大于500RPM的發(fā)動機RPM的條件下的操作功能，這樣鎖定銷在指定的低速和高溫條件下的響應(yīng)延遲可能降低中間相位CVVT操作性能的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明構(gòu)思的一個方面針對一種具有中間鎖定銷和凸輪扭矩響應(yīng)控制的中間相位連續(xù)可變氣門正時(CVVT)系統(tǒng)及其控制方法，其用于通過使用兩種控制模式在100° (曲軸轉(zhuǎn)角)/秒的開環(huán)響應(yīng)時間(OLRT)、等于或小于1000RPM的發(fā)動機RPM、以及110°C至130°C的機油溫度的條件下減小鎖定銷的響應(yīng)延遲。兩種控制模式包括作為一般控制模式的凸輪相位器控制模式、和凸輪扭矩響應(yīng)控制模式，凸輪扭矩響應(yīng)控制模式當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)時在需要將凸輪鎖定在中間位置的鎖定銷迅速地解鎖切換(鎖定一解鎖)之后，在凸輪相位器控制模式之前迅速地解鎖鎖定銷，并且滿足了 -10°C至130°C的機油溫度和等于或大于500RPM的發(fā)動機RPM所需的操作功能。
[0013]本公開的其它目標(biāo)和優(yōu)點可以通過以下描述來理解，并且參照本發(fā)明構(gòu)思的實施例變得顯然。此外，本公開所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明構(gòu)思的目的和優(yōu)點可以通過要求保護的方法及其組合來實現(xiàn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個實施例，公開了一種控制用于中間相位連續(xù)可變氣門正時(CVVT)系統(tǒng)的中間鎖定銷和凸輪扭矩響應(yīng)的方法。所述方法包括:當(dāng)發(fā)動機起動時進入用于控制中間相位CVVT的凸輪相位器控制模式，或者通過機油壓力來執(zhí)行將凸輪鎖定在提前位置與滯后位置之間的中間位置的鎖定銷的鎖定銷顫動(chattering)。進入用于控制中間相位CVVT的凸輪扭矩響應(yīng)控制模式。由于供應(yīng)至鎖定銷的間歇性機油流動，所以發(fā)生鎖定銷顫動。
[0015]間歇性機油流動可以通過將控制機油的機油流動控制閥門(0CV)間歇地開啟/關(guān)閉來形成。
[0016]當(dāng)凸輪的目標(biāo)值與凸輪的當(dāng)前值相同時，可以進入凸輪扭矩響應(yīng)控制模式，而當(dāng)凸輪的目標(biāo)值與凸輪的當(dāng)前值不同時可以進入凸輪相位器控制模式。
[0017]凸輪扭矩響應(yīng)控制模式的執(zhí)行條件可以包括500RPM至1000RPM的發(fā)動機每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)和110°C至130°C的機油溫度。
[0018]凸輪扭矩響應(yīng)控制模式的執(zhí)行條件還可以包括針對排放效果的100° (曲軸轉(zhuǎn)角)/秒的開環(huán)響應(yīng)時間。
[0019]凸輪扭矩響應(yīng)控制模式可以通過確定鎖定銷的解鎖是否由于第一快速解鎖條件延遲來執(zhí)行。確定出在鎖定銷的解鎖延遲之后是否由于第二快速解鎖條件來執(zhí)行鎖定銷顫動。當(dāng)控制中間相位CVVT時，通過控制凸輪扭矩響應(yīng)控制來執(zhí)行鎖定銷顫動。
[0020]第一快速解鎖條件可以包括機油溫度、發(fā)動機RPM和電壓。
[0021]第一快速解鎖的確定條件可以包括:機油溫度> ΤΗ_0(機油溫度閾值)、發(fā)動機RPM < TH_R(發(fā)動機RPM閾值)、以及電壓< TH_L(閾值電壓)。鎖定銷的解鎖延遲可以在滿足全部的確定條件時來確定。
[0022]機油溫度可以是110°C至130°C，發(fā)動機RPM可以是500RPM至1000RPM，以及電壓可以是控制中間相位CVVT中機油的機油流動控制閥門的電壓。
[0023]當(dāng)機油溫度的確定條件、發(fā)動機RPM的確定條件、以及電壓的確定條件中的任意一個確定條件不滿足時，鎖定銷的解鎖延遲確定可以終止，并且可以進入立即執(zhí)行中間相位CVVT控制的凸輪相位器控制模式。
[0024]第二快速解鎖條件可以包括曲軸信號同步、每個汽缸的進氣門的開啟正時確定、凸輪扭矩確定、機油溫度檢查以及凸輪扭矩相位確定。當(dāng)凸輪扭矩相位被產(chǎn)生為負凸輪扭矩，并且進氣門開啟時，可以確定出鎖定銷顫動。機油溫度可以分成大約110°C的第一機油溫度和大約130°C的第二機油溫度，并且鎖定銷顫動可以分別在第一機油溫度和第二機油溫度執(zhí)行。
[0025]當(dāng)產(chǎn)生正凸輪扭矩并且進氣門關(guān)閉時，鎖定銷顫動可以終止，并且可以進入立即執(zhí)行中間相位CVVT的控制的凸輪相位器控制模式。
[0026]在凸輪扭矩響應(yīng)控制中，鎖定銷顫動可以是供應(yīng)至機油流動控制閥門(0CV)的脈寬調(diào)制(PWM)占空比信號。PWM占空比信號的產(chǎn)生在第二快速解鎖條件下可以分成大約110°C的第一機油溫度和大約130°C的第二機油溫度，并且在第二快速解鎖條件下進氣門開啟時，PWM占空比信號的輸出可以被產(chǎn)生為負凸輪扭矩相位。
[0027]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個實施例，在本發(fā)明構(gòu)思的連續(xù)可變氣門正時系統(tǒng)中，中間相位連續(xù)可變氣門正時系統(tǒng)包括控制器，其被配置成當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)時控制中間相位CVVTo控制器包括:凸輪扭矩傳感器、凸輪相位器控制確定器、凸輪扭矩控制確定器、以及凸輪相位器控制器。凸輪扭矩傳感器被配置成使用曲軸信號、冷卻水溫度以及機油流動控制閥門(0CV)值作為凸輪扭矩感測數(shù)據(jù)；被配置成通過在開啟進氣門時產(chǎn)生的負凸輪扭矩和在進氣門關(guān)閉