本申請(qǐng)要求于2015年12月11日提交的韓國專利申請(qǐng)第10-2015-0176937號(hào)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。

技術(shù)領(lǐng)域

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(dòng)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，以通過使用爆炸壓力來生成動(dòng)力。

通常，凸輪軸由與曲軸(該曲軸通過爆炸壓力將氣缸的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以致動(dòng)進(jìn)氣門和排氣門)連接的正時(shí)帶驅(qū)動(dòng)，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(dòng)機(jī)性能，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載或旋轉(zhuǎn)速度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(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的打開持續(xù)時(shí)間的連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間(CVVD)設(shè)備以及控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的打開和關(guān)閉正時(shí)的連續(xù)可變氣門正時(shí)(CVVT)設(shè)備。

CVVD設(shè)備可控制氣門的打開持續(xù)時(shí)間。此外，在氣門的打開持續(xù)時(shí)間固定的狀態(tài)下，CVVT設(shè)備可提前或推遲氣門的打開正時(shí)或關(guān)閉正時(shí)。即，如果氣門的打開正時(shí)被確定，則根據(jù)氣門的打開持續(xù)時(shí)間自動(dòng)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(duì)本公開的背景的理解，并且因此，本公開可包含不構(gòu)成在該國中對(duì)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：

本公開提供用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)的系統(tǒng)和方法，其同時(shí)控制氣門的持續(xù)時(shí)間和正時(shí)，配備有布置在進(jìn)氣門側(cè)上的連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備，并且配備有布置在排氣門側(cè)上的連續(xù)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。

一種用于控制氣門正時(shí)的方法，其中在進(jìn)氣門側(cè)設(shè)置有連續(xù)可變氣門正時(shí)(CVVT)設(shè)備，并且在排氣門側(cè)設(shè)置有連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間(CVVD)設(shè)備和連續(xù)可變氣門正時(shí)(CVVT)設(shè)備，該方法可包括取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載來分類多個(gè)控制區(qū)域。具體地，多個(gè)控制區(qū)域包括：當(dāng)發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第一預(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；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第二預(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；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第二預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于第一預(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(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第三預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于第一預(yù)定速度時(shí)的第五控制區(qū)域；以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第三預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于第二預(yù)定速度時(shí)的第六控制區(qū)域。

用于控制氣門正時(shí)的方法進(jìn)一步包括：在第一控制區(qū)域中，向進(jìn)氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間并通過使用排氣門來控制氣門重疊；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)用最大持續(xù)時(shí)間；在第三控制區(qū)域中，提前進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)和排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)兩者；在第四控制區(qū)域中，固定排氣門打開(EVO)正時(shí)并使得排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)接近上止點(diǎn)(TDC)；在第五控制區(qū)域中，控制全開節(jié)流閥(WOT)并推遲排氣門打開(EVO)正時(shí)；以及在第六控制區(qū)域中，控制全開節(jié)流閥(WOT)、提前排氣門打開(EVO)正時(shí)、并且使得排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)接近上止點(diǎn)(TDC)。

如果控制區(qū)域處于第一控制區(qū)域，則控制器可將IVC正時(shí)和EVO正時(shí)都控制為固定的，并且控制EVC正時(shí)以設(shè)定為可持續(xù)燃燒穩(wěn)定性內(nèi)的最大值。

如果控制區(qū)域處于第二控制區(qū)域，則控制器可固定EVO正時(shí)，并且控制EVC正時(shí)以設(shè)定為使得控制重疊最大化的值，以便向排氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間。

如果控制區(qū)域處于第三控制區(qū)域，則當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于預(yù)定速度時(shí)，控制器可將進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)提前至接近下止點(diǎn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于預(yù)定速度時(shí)，控制器可將進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)提前至下止點(diǎn)之后。

如果控制區(qū)域處于第五控制區(qū)域，則控制器可將進(jìn)氣門打開(IVO)正時(shí)提前至上止點(diǎn)之前以產(chǎn)生掃氣，并且可將排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)控制至上止點(diǎn)之后，使得催化劑溫度維持在預(yù)定溫度內(nèi)。

用于控制設(shè)置有渦輪增壓器的連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)的系統(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)設(shè)備，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)；排氣連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間(CVVD)設(shè)備，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門的打開時(shí)間；排氣連續(xù)可變氣門正時(shí)(CVVT)設(shè)備，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)；以及控制器，被配置為基于來自數(shù)據(jù)檢測器和凸輪軸位置傳感器的信號(hào)，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載而將車輛的行駛狀態(tài)分類為多個(gè)控制區(qū)域?？刂破鞲鶕?jù)控制區(qū)域進(jìn)一步控制進(jìn)氣CVVT設(shè)備、排氣CVVD設(shè)備以及排氣CVVT設(shè)備。

具體地，多個(gè)控制區(qū)域可包括：當(dāng)發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第一預(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；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第二預(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；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第二預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于第一預(yù)定速度且小于第二預(yù)定速度時(shí)的第四區(qū)域；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第三預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于第一預(yù)定速度時(shí)的第五控制區(qū)域；以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第三預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于第二預(yù)定速度時(shí)的第六控制區(qū)域?？刂破骺稍诘谝豢刂茀^(qū)域中通過使用排氣門來向進(jìn)氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間并控制氣門重疊，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)用最大持續(xù)時(shí)間，在第三控制區(qū)域中提前進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)和排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)，在第四控制區(qū)域中固定排氣門打開(EVO)正時(shí)并使得排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)接近上止點(diǎn)，在第五控制區(qū)域中控制全開節(jié)流閥(WOT)并推遲排氣門打開(EVO)正時(shí)，并且在第六控制區(qū)域中控制全開節(jié)流閥(WOT)、提前排氣門打開(EVO)正時(shí)以及使得排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)接近上止點(diǎn)。

在第一控制區(qū)域中，控制器可將IVC正時(shí)和EVO正時(shí)兩者都控制為固定的，并且控制EVC正時(shí)以設(shè)定為可持續(xù)燃燒穩(wěn)定性內(nèi)的最大值。

在第二控制區(qū)域中，控制器可固定EVO正時(shí)，并且控制EVC正時(shí)以設(shè)定為使得控制重疊最大化的值，以便向排氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間。

在第三控制區(qū)域中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于預(yù)定速度時(shí)，控制器可將進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)提前至接近下止點(diǎn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于預(yù)定速度時(shí)，控制器可將進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)提前至下止點(diǎn)之后。

在第五控制區(qū)域中，控制器可將進(jìn)氣門打開(IVO)正時(shí)提前至上止點(diǎn)之前以產(chǎn)生掃氣，并且將排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)控制至上止點(diǎn)之后，使得催化劑溫度維持在預(yù)定溫度內(nèi)。

如上所述，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)，所以可在期望條件下控制發(fā)動(dòng)機(jī)。

即，由于進(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，因此部分負(fù)載條件下的燃料效率以及高負(fù)載條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能得到改善。此外，可通過增加有效壓縮比來降低啟動(dòng)燃料量，并且可通過縮短用于加熱催化劑的時(shí)間來減少廢氣。

此外，即使省略連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備，動(dòng)力性能也可通過進(jìn)氣門中的固定凸輪以低成本維持。

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(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)的系統(tǒng)的示意性框圖；

圖2是示出布置在進(jìn)氣門側(cè)上的連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備，以及布置在排氣門側(cè)上的連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備和連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備的立體圖；

圖3A和圖3B是示出用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)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(hào)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(shí)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(dòng)車輛，包括混合動(dòng)力車輛、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)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(dòng)力電動(dòng)車輛是具有兩個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力源的車輛，例如，汽油動(dòng)力和電動(dòng)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)解譯為其算法結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)步驟的處理器和存儲(chǔ)器的硬件設(shè)備。存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)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(dòng)、智能卡以及光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)還可分布在網(wǎng)絡(luò)耦接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，以便例如通過遠(yuǎn)程通信服務(wù)器(telematics server)或控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)以分布式方式存儲(chǔ)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(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)的系統(tǒng)的示意性框圖。

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(dòng)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)設(shè)備45、排氣連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間(CVVD)設(shè)備50以及排氣連續(xù)可變氣門正時(shí)(CVVT)設(shè)備55。

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)，以用于控制進(jìn)氣連續(xù)可變氣門正時(shí)(CVVT)設(shè)備45、排氣連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間(CVVD)設(shè)備50以及排氣連續(xù)可變氣門正時(shí)(CVVT)設(shè)備55。數(shù)據(jù)檢測器10包括車輛速度傳感器11、發(fā)動(dòng)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，盡管也可采用其他傳感器。

車輛速度傳感器11檢測車輛速度，向控制器30傳輸對(duì)應(yīng)信號(hào)，并且可安裝在車輛的車輪處。

發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將對(duì)應(yīng)信號(hào)傳輸至控制器30。

油溫傳感器(OTS)13檢測流過油壓控制閥(OCV)的油類的溫度，并將對(duì)應(yīng)信號(hào)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測量冷卻劑溫度，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)被理解為包括冷卻劑溫度。

空氣流量傳感器14檢測吸入進(jìn)氣歧管的空氣量，并將對(duì)應(yīng)信號(hào)傳輸至控制器30。

加速器踏板位置傳感器(APS)15檢測駕駛員踩壓加速器踏板的程度，并將對(duì)應(yīng)信號(hào)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可以是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可以是0％。

可使用安裝在進(jìn)氣通道上的節(jié)流閥位置傳感器(TPS)，而不是加速器踏板位置傳感器15。因此，在一個(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)被理解為包括節(jié)流閥的打開值。

凸輪軸位置傳感器20檢測凸輪軸角度的改變，并將對(duì)應(yīng)信號(hào)傳輸至控制器30。

圖2是示出布置在進(jìn)氣門側(cè)上的連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備，以及布置在排氣門側(cè)上的連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備和連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備的立體圖。

如圖2所示，通過固定凸輪組裝至進(jìn)氣門的只有連續(xù)可變氣門正時(shí)設(shè)備，而設(shè)置于排氣門的有連續(xù)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。因此，根據(jù)本公開，進(jìn)氣門的持續(xù)時(shí)間(IVD)是固定的。當(dāng)進(jìn)氣門持續(xù)時(shí)間(IVD)變長時(shí)，燃料效率和高速性能可改善，然而低速性能可劣化。由此，連續(xù)可變氣門正時(shí)(CVVD)可將其操作角度固定在大約250度-260度的角度。

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(hào)控制發(fā)動(dòng)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(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門的打開正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)。

排氣連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間(CVVD)設(shè)備50根據(jù)來自控制器30的信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門的打開時(shí)間(即，打開持續(xù)時(shí)間)。

控制器30可基于來自數(shù)據(jù)檢測器10和凸輪軸位置傳感器20的信號(hào)取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載來分類多個(gè)控制區(qū)域，并且控制器30根據(jù)控制區(qū)域控制進(jìn)氣CVVT設(shè)備45、排氣CVVD設(shè)備50以及排氣CVVT設(shè)備55。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)間并且通過使用排氣門來限制氣門重疊，并且控制器30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)用最大持續(xù)時(shí)間，在第三控制區(qū)域中提前進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)以及排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)，在第四控制區(qū)域中固定排氣門打開(EVO)正時(shí)并使得排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)接近上止點(diǎn)，在第五控制區(qū)域中控制全開節(jié)流閥(WOT)并推遲排氣門打開(EVO)正時(shí)，在第六控制區(qū)域中控制全開節(jié)流閥(WOT)、提前排氣門打開(EVO)正時(shí)、并且使得排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)接近上止點(diǎn)。

為了這些目的，控制器30可實(shí)現(xiàn)為通過預(yù)定程序操作的至少一個(gè)處理器，并且為了執(zhí)行根據(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(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)的方法的每個(gè)步驟，可對(duì)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，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)。

可通過使用專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)字信號(hào)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)本文描述的形式的硬件。

可通過單獨(dú)的軟件模塊來實(shí)現(xiàn)本公開中所描述的形式的諸如程序和功能的軟件。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(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)的方法。

圖3A和圖3B是示出用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)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，并且圖5A至圖5C是示出排氣門的取決于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)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。

如圖3A和圖3B所示，用于控制連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)的方法以步驟S100中的取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載由控制器30分類多個(gè)控制區(qū)域開始。

將參考圖4A至圖5C描述控制區(qū)域。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(dòng)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(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第一預(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(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第二預(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(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第二預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于第一預(yù)定速度且小于第二預(yù)定速度時(shí)的第四區(qū)域、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第三預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第三預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于第二預(yù)定速度時(shí)的第六區(qū)域。

同時(shí)，參考圖4A至圖5C，在表示進(jìn)氣門和排氣門的打開時(shí)間的進(jìn)氣門持續(xù)時(shí)間(IVD)映射和排氣門持續(xù)時(shí)間(EVD)映射中標(biāo)記曲柄角度。例如，就圖5A中的EVD映射而言，第四控制區(qū)域中的寫成數(shù)字210的曲線意味著曲柄角度為大約210度。盡管附圖中未示出，但是大于大約210度且小于大約230度的曲柄角度位于數(shù)字210的曲線與數(shù)字230的曲線之間。

此外，在進(jìn)氣門打開(IVO)正時(shí)映射中指定的數(shù)字的單位在上止點(diǎn)(TDC)之前，在進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)映射中指定的數(shù)字的單位在下止點(diǎn)(BDC)之后，在排氣門打開(EVO)正時(shí)映射中指定的數(shù)字的單位在BDC之前，并且在排氣門關(guān)閉(EVC)正時(shí)映射中指定的數(shù)字的單位在TDC之后。

圖4A至圖5C中的每個(gè)區(qū)域和曲線是本公開的示例性形式，它可在本公開的技術(shù)構(gòu)思和范圍內(nèi)進(jìn)行修改。

在S100的步驟中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載來分類控制區(qū)域。然后，在步驟S110中，控制器30確定發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)是否處于第一控制區(qū)域。

在S110的步驟中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載小于第一預(yù)定負(fù)載，則控制器30確定發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)處于第一控制區(qū)域。此時(shí)，在步驟S120中，控制器30向進(jìn)氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間并控制排氣門與進(jìn)氣門之間的氣門重疊。氣門重疊是進(jìn)氣門打開且排氣門仍未關(guān)閉的狀態(tài)。

換言之，在第一控制區(qū)域中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)載時(shí)，控制器30可將進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)控制為固定的，使得進(jìn)氣門具有最大持續(xù)時(shí)間值。如圖4A至圖4C所示，進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)可以是下止點(diǎn)之后的大約100度-110度的角度。并且可以以上止點(diǎn)之后的大約20度-30度的角度來控制進(jìn)氣門打開(IVO)正時(shí)，并且由于進(jìn)氣門的固定持續(xù)時(shí)間可由進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)來確定該進(jìn)氣門打開(IVO)正時(shí)。

另外，控制器30可將EVO正時(shí)控制為固定的并設(shè)定EVC正時(shí)。同時(shí)，隨著氣門重疊增加，燃料消耗被切斷，然而燃燒穩(wěn)定性劣化。因此，適當(dāng)設(shè)定氣門重疊是期望的。然而，在另一形式中，能夠通過設(shè)定期望的氣門重疊，來得到極大改善的燃料效率，該期望的氣門重疊固定EVO正時(shí)并且將EVC正時(shí)控制為設(shè)定為可持續(xù)燃燒穩(wěn)定性內(nèi)的最大值?？赏ㄟ^預(yù)定映射來確定正時(shí)值。

例如，如圖5A至圖5C所示，EVO正時(shí)可固定為BDC之前的大約40度至50度，可通過在TDC之后的方向上移動(dòng)其度數(shù)來建立EVC正時(shí)。EVC正時(shí)可以是最大值，使得燃燒穩(wěn)定性可持續(xù)。

當(dāng)在步驟S110中當(dāng)前發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)狀態(tài)是否屬于第二控制區(qū)域。

在S130的步驟中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第一預(yù)定負(fù)載且小于第二預(yù)定負(fù)載，則控制器30確定發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)處于第二控制區(qū)域。此時(shí)，在步驟S140中，控制器30提前進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)正時(shí)并向排氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間。

因?yàn)樵诘谝豢刂茀^(qū)域中最大持續(xù)時(shí)間應(yīng)用至進(jìn)氣門，所以IVC正時(shí)被控制在LIVC位置處(進(jìn)氣門延遲關(guān)閉；參考圖4A至圖4C，BDC之后的大約100度-110度的角度)。當(dāng)IVC正時(shí)位于LIVC處時(shí)，即使發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)處于第二控制區(qū)域，也不產(chǎn)生氣門重疊。因此，控制器30可提前IVC正時(shí)以產(chǎn)生氣門重疊。

此外，控制器30可固定EVO正時(shí)，以便向排氣門應(yīng)用最大持續(xù)時(shí)間，并控制EVC正時(shí)使得控制重疊最大化。此時(shí)，如圖5B所示，可以以下止點(diǎn)之前的大約40度-50度的角度固定EVO正時(shí)，以降低排氣泵送。

當(dāng)在步驟S130中當(dāng)前發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)狀態(tài)是否屬于第三控制區(qū)域。

在S150的步驟中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第二預(yù)定負(fù)載且小于第三預(yù)定負(fù)載，則控制器30確定發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)處于第三控制區(qū)域。此時(shí)，在步驟S160中，控制器30提前IVC正時(shí)和EVC正時(shí)。

在第一控制區(qū)域和第二控制區(qū)域中，IVC正時(shí)被控制在LIVC位置處(進(jìn)氣門延遲關(guān)閉；參考圖4A至圖4C，BDC之后的大約100度-110度的角度)。附帶地，由于IVC正時(shí)在LIVC位置處推遲，所以當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載增加時(shí)，進(jìn)氣歧管的平均壓力(升壓壓力)可增加，并且產(chǎn)生爆振(knocking)。因此，可劣化燃料效率。因此，在具有相對(duì)較高負(fù)載的第三控制區(qū)域中，控制器30提前IVC正時(shí)以抑制或防止如上所述的影響。

此時(shí)，如圖4A至圖4C所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)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以便反映渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。此外，如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于預(yù)定速度，因?yàn)樯龎簤毫ο鄬?duì)較低，所以控制器30可以以BDC之后的大約30度-50度的角度緩慢提前IVC正時(shí)。預(yù)定速度可以是1500rpm。

此外，如圖5A至圖5C所示，在第二區(qū)域中，IVO正時(shí)與EVC正時(shí)之間的差最大化，氣門重疊變得最長。在第三控制區(qū)域中，通過保持EVO正時(shí)并將EVC正時(shí)提前至接近TDC來實(shí)現(xiàn)期望的EVC正時(shí)值。因此，燃料效率可獲得更大的改善。

當(dāng)在步驟S150中當(dāng)前發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)狀態(tài)是否屬于第四控制區(qū)域。

如果在S170中發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)處于第四控制區(qū)域，則在步驟S180中，控制器30固定EVO正時(shí)并使得EVC正時(shí)接近上止點(diǎn)。

第四控制區(qū)域可以是發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第二預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于第一預(yù)定速度且小于第二預(yù)定速度的低升壓(boost)區(qū)域。例如，第一預(yù)定速度可為大約1500rpm，并且第二預(yù)定速度可為大約2500rpm。

可通過使得IVC正時(shí)接近下止點(diǎn)并且使用進(jìn)氣門的短持續(xù)時(shí)間來改善車輛的燃料效率。然而，根據(jù)所公開的本公開內(nèi)容，進(jìn)氣門的持續(xù)時(shí)間是固定的。由此，當(dāng)IVC正時(shí)接近下止點(diǎn)時(shí)，IVO正時(shí)提前至上止點(diǎn)之前，并且氣門重疊可增加。

因此，控制器30將EVO正時(shí)控制為固定的并使得EVC正時(shí)接近上止點(diǎn)，由此進(jìn)氣門與排氣門之間的氣門重疊可減少，并且燃燒能力可得到改善。另外，控制器30可將IVO正時(shí)控制為接近上止點(diǎn)。

當(dāng)在步驟S170中當(dāng)前發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)狀態(tài)是否屬于第五控制區(qū)域。

在S190中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第三預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于第一預(yù)定速度，則控制器30確定發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)處于第五控制區(qū)域。此時(shí)，在步驟S200中，控制器30完全打開節(jié)流閥并控制EVO正時(shí)推遲。

在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于第一預(yù)定速度(例如，1500rpm)時(shí)，如果節(jié)流閥被控制為全開(WOT)，則由于升壓，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(dòng)機(jī)，在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，散發(fā)排氣的燃燒氣體的掃氣現(xiàn)象(scavenging phenomenon)的影響顯著。

因此，如圖4A至圖4C所示，控制器30可以以TDC之前的大約20度-40度的角度提前IVO正時(shí)以產(chǎn)生掃氣，并且以BDC之后的大約0度-20度的角度控制IVC正時(shí)。然而，根據(jù)本公開，進(jìn)氣門的持續(xù)時(shí)間固定，由此在IVO正時(shí)提前至上止點(diǎn)之前的情況下，可以將IVC正時(shí)設(shè)定為大于或等于下止點(diǎn)之后的大約20度的角度。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)性能可能會(huì)劣化。

因此，可控制EVO正時(shí)和EVC正時(shí)以便通過降低排氣干擾彌補(bǔ)掃氣影響。此外，如圖5A至圖5C所示，控制器30可將EVO正時(shí)充分推遲至BDC之后以便通過降低排氣干擾來最大化地產(chǎn)生掃氣。此外，EVC正時(shí)可控制在TDC之后的大約30度的角度內(nèi)，以維持催化劑溫度。因此，在第五控制區(qū)域中，可使用較短排氣持續(xù)時(shí)間(例如，180度-210度)。

當(dāng)在步驟S190中當(dāng)前發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)狀態(tài)是否屬于第六控制區(qū)域。

在S210的步驟中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于或等于第三預(yù)定負(fù)載并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于第二預(yù)定速度，則控制器確定發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)處于第六控制區(qū)域。此時(shí)，在步驟S220中，控制器30完全打開節(jié)流閥，提前EVO正時(shí)，并且使得EVC正時(shí)接近上止點(diǎn)。

在第六控制區(qū)域中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于第二預(yù)定速度(例如，大約2500rpm)時(shí)，因?yàn)榕艢舛藟毫Ρ冗M(jìn)氣端壓力高得多，所以掃氣現(xiàn)象消失。因此，如圖5A至圖5C所示，控制器30將EVO正時(shí)提前為BDC之前的大約30度的角度，并且使得EVC正時(shí)接近TDC以抑制或防止排氣泵送(exhaust pumping)。

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(dòng)機(jī)中很少產(chǎn)生爆振，相反，在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中爆振可劣化。因此，應(yīng)將IVC正時(shí)提前在下止點(diǎn)之后的大約50度的角度內(nèi)以降低爆振。然而，當(dāng)IVC正時(shí)提前時(shí)，IVO正時(shí)也以上止點(diǎn)之前的大約30度的角度提前。由此，氣門重疊可增加。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)性能可能會(huì)劣化。

如上所述，根據(jù)本公開的示例性形式，同時(shí)控制連續(xù)可變氣門的持續(xù)時(shí)間和正時(shí)，所以可在最佳條件下控制發(fā)動(dòng)機(jī)。

即，由于進(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，所以部分負(fù)載條件下的燃料效率以及高負(fù)載條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能得到改善。此外，可通過增加有效壓縮比來減少啟動(dòng)燃料量，并且可通過縮短用于加熱催化劑的時(shí)間來減少廢氣。

此外，即使省略連續(xù)可變氣門持續(xù)時(shí)間設(shè)備，動(dòng)力性能也可通過進(jìn)氣門中的固定凸輪以低成本維持。

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。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。