CN103867308A - 控制电连续可变阀定时装置的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制电连续可变阀定时装置的方法，所述方法通过简化对凸轮轴的相位控制来改善发动机的启动性能。根据凸轮轴的相位改变发动机的进气和排气定时的方法可包括：确定在驾驶过程中是否需要启动发动机；识别用于发动机下次启动的凸轮轴的目标相位；根据目标相位控制凸轮轴的相位使得发动机的进气定时提前；以及根据发动机或凸轮轴的状态结束凸轮轴的相位控制。

Description

控制电连续可变阀定时装置的方法

相关申请交叉引用

本申请要求2012年12月17日提交的韩国专利申请No.10-2012-0147779的优先权，该申请的全部内容出于所有目的通过该引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种控制电连续可变阀定时装置的方法，并且更具体地，涉及一种改善发动机的启动性能的控制电连续可变阀定时装置的方法。

背景技术

一般而言，连续可变阀定时（CVVT）装置指的是调节发动机的阀的打开和关闭定时的装置。具体地，由于CVVT装置根据驾驶条件控制进气阀，可改善发动机的输出和燃料效率，并且可减少废气。

排气和进气阀的打开和关闭操作通过凸轮轴的旋转执行。

一般的CVVT装置为液压叶片式CVVT装置。叶片式CVVT装置设置在小空间中，并且具有价格低廉的优点。

然而，由于叶片式CVVT装置使用发动机的润滑油为工作油液，因此在油液的压力为低的状态下，存在难以预期快速且精确响应的缺点。具体而言，在发动机油的压力不足够的情况下，诸如在发动机的空闲状态下、在高温状态下、在启动状态下等，凸轮轴的相对相位变化是困难的，并且可发生过度的废气泄漏。此外，由于在冷启动时油液的压力的不足和过大油液的粘度，液压CVVT装置的操作也许是不可能的。因此，在通过锁销固定的停放位置处执行启动。

已经开发可电控制阀定时的电CVVT装置以补充缺点。然而，在电CVVT装置中，在凸轮轴的相位过于提前或延迟的异常操作时，由于CVVT装置的凸轮轴和止动器之间的干涉，可能会出现过多噪声。

此外，在电CVVT装置中，通过战略性地使用进气阀延迟关闭，当进气阀的关闭操作延迟时，有效压缩比被降低，并且不容易启动。同时，启动可通过在曲柄转动过程中将凸轮的相位操作到可能通过CVVT装置启动的位置来执行，但是可能会发生根据凸轮轴的提前的启动延迟。

作为克服上述问题的方法，凸轮轴的相位可被调节至在启动时有利于下一次启动的位置。

然而，在启动时通过CVVT装置对凸轮轴的相位控制中，在不仅需要确定凸轮轴的移动方向为提前方向还是延迟方向，其中在曲柄转动过程中曲柄轴的相位到达用于启动的目标位置，并且需要将凸轮轴从延迟位置移动到提前位置的情况下，可发生由于CVVT装置的响应延迟引起的启动延迟。

该背景部分中公开的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何方式暗示该信息形成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供一种改进发动机的启动性能的控制电连续可变阀定时装置的方法。

此外，本发明已致力于提供控制电连续可变阀定时装置的方法，该方法根据电连续可变阀定时装置来简化对凸轮轴的相位控制。

本发明的各个方面提供一种控制电连续可变阀定时装置的方法，其中根据凸轮轴的相位改变发动机的进气和排气定时，该方法包括：确定在驾驶过程中是否需要发动机的启动；识别用于发动机下次启动的凸轮轴的目标相位；根据目标相位控制凸轮轴的相位使得发动机的进气定时提前；以及根据发动机或凸轮的状态结束对凸轮轴的相位控制。

控制电连续可变阀定时装置的方法可进一步包括启动发动机；在启动发动机后的驾驶车辆过程中检测驾驶环境；以及根据所检测的驾驶环境，将发动机的进气定时控制为预定定时。

发动机的启动可包括识别接通；识别用于发动机的当前启动的凸轮轴的目标相位；将凸轮轴的相位与目标相位相比较；以及控制凸轮轴的相位使得如果与目标相位相比，凸轮轴的相位呈现进一步朝着发动机的进气定时提前的方向，则发动机的进气定时延迟。

凸轮轴的目标相位可以为用于在发动机启动后的下次启动的凸轮轴的最佳相位。

如果在驾驶过程中需要启动发动机，可识别用于发动机的下次启动的凸轮轴的目标相位。

如果在驾驶过程中不需要发动机的启动，可检测驾驶环境并且可根据所检测的驾驶环境将发动机的进气定时控制为预定定时。

使得发动机的进气定时提前的凸轮轴的相位的控制可包括将发动机的旋转速度与可允许的最小旋转速度相比较；将允许发动机的进气定时提前预定最小值的凸轮轴的最小提前相位与凸轮轴的相位相比较；以及将允许发动机的进气定时提前至预定最大值的凸轮轴的最大提前相位与凸轮轴的相位相比较。

如果发动机的旋转速度高于最小旋转速度，则可控制凸轮轴的相位使得发动机的进气定时提前，以及如果发动机的旋转速度不高于最小旋转速度，则对凸轮轴的相位控制可结束。

在发动机的旋转速度高于最小旋转速度的情况下，如果与最小提前相位相比，凸轮轴的相位呈现进一步朝向发动机的进气定时延迟的方向，则可控制凸轮轴的相位使得发动机的进气定时提前，以及如果与最小提前相位相比，凸轮轴的相位不呈现进一步朝向发动机的进气定时延迟的方向，则可将凸轮轴的相位和最大提前相位互相比较。

在发动机的旋转速度高于最小旋转速度的情况下，可控制凸轮轴的相位以达到最大提前相位，并且当凸轮轴的相位达到最大提前相位时，对凸轮轴的相位控制结束。

可将凸轮轴的相位控制成与目标相位相比总是呈现进一步朝向发动机的进气定时提前的方向。

本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些其它特征和优点将从结合于此的附图和以下具体实施方式中显而易见，或在附图和具体实施方式中详细陈述，附图和具体实施方式共同用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1为根据本发明的示例性的电连续可变阀定时装置的示意图。

图2为示出了根据本发明的电连续可变阀定时装置的凸轮轴的示例性相位的曲线图。

图3为根据本发明的控制电连续可变阀定时装置的示例性方法的流程图。

图4为根据本发明的控制电连续可变阀定时装置的示例性方法的另外的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各个实施例，其示例在附图中示出并在下文中描述。虽然本发明将结合示例性实施例来描述，但将可理解，本说明书不旨在将本发明限于那些示例性实施例。相反，本发明意图不仅覆盖示例性实施例，而且覆盖可包含在如所附权利要求所定义的本发明的精神和范围内的各种替代方案、修改、等效物以及其它实施例。

图1为根据本发明的各个实施例的电连续可变阀定时装置的示意图。

如图1所示，根据本发明的各个实施例的电连续可变阀定时（CVVT）装置包括控制器10、传感器单元30、CVVT操作单元20以及凸轮轴25。

控制器10控制根据本发明的各个实施例的CVVT装置的操作。此外，控制器10可以为通常控制车辆中的电子设备的典型的电子控制单元（ECU）。

传感器单元30将关于车辆的信息的信号发送至控制器10。此外，控制器10根据从传感器单元30传输的信息控制CVVT装置的操作。

传感器单元30包括启动传感器32和环境传感器34，以及控制器10包括数据库12。

启动传感器32可以是包括多个传感器的一组传感器。此外，启动传感器32检测发动机的状态，诸如启动ON/OFF状态、接通状态等。并且，启动传感器32检测驾驶员对踏板和手柄的操纵、门的打开和关闭状态等信息，并将该信息传输至控制器10，从而允许控制器10确定驾驶员的需求。具体而言，驾驶员的需求可以是对启动ON/OFF的需求。

环境传感器34可以是包括多个传感器的一组传感器。此外，环境传感器34检测车辆的外部因素（诸如大气压力、大气温度、道路表面粗糙度、斜坡等）和车辆的内部因素（诸如，冷却剂温度、室内温度、发动机速度等）。即，环境传感器34将关于车辆的所有状态和行驶的信息发送给控制器10。

数据库12为根据车辆的驾驶状况存储各种预定值的一组数据。此外，数据库12为存储关于具体情况的控制器10的决定和控制的控制器10的内部存储器。而且，数据库12允许对根据车辆的状态和行驶控制车辆所必需的数据（例如，各种预定值）被收集在控制器10中。

CVVT操作单元20通过控制器10操作。此外，CVVT操作单元20可包括多个齿轮、偏心凸轮、方向调节装置等。操作CVVT操作单元20使得发动机的阀定时通过组成元件控制。

凸轮轴25包括凸轮，或者凸轮轴25是与凸轮整体形成的轴。此外，凸轮轴25连接至CVVT操作单元20。而且，凸轮轴25连接至阀装置27。此处，阀装置27为包括进气阀和排气阀的阀组件。凸轮轴25包括至少两个凸轮，并且一个或更多个凸轮被设置成分别与进气阀和排气阀接触。即，通过凸轮轴25的旋转打开和关闭进气阀和排气阀。同时，当凸轮轴25的位置改变时，可改变进气阀和排气阀的打开和关闭定时。

由于CVVT操作单元20、凸轮轴25以及阀装置27的连接和操作对本领域普通技术人员（下文称为本领域技术人员）是显而易见的，因此将省略更详细的描述。此外，CVVT操作单元20、凸轮轴25和阀装置27的结构和操作方法可通过本领域技术人员的设计而不同地变化。

图2为示出了根据本发明的各个实施例的电连续可变阀定时装置的凸轮轴的相位的曲线图。

图2所示的曲线图的水平轴表示四个冲程的一个周期。此外，曲线图的水平轴包括两个活塞下死点（BDC）和两个活塞上死点（TDC）。而且，附图的左侧处的曲线E表示排气阀侧凸轮的相位，以及附图的右侧处的曲线表示进气阀侧凸轮的相位。

同时，表示进气阀侧凸轮的相位的曲线包括目标曲线、最大曲线和最小曲线。在图2中，目标曲线显示为实线，最大曲线显示为交替的虚线，以及最小曲线显示为两点链线。

目标曲线表示用于启动发动机的进气阀侧凸轮的目标相位，以及最大曲线和最小曲线表示进气阀侧凸轮的相位，改变进气阀侧凸轮的相位使得进气阀被控制成提前。此外，最大曲线对应于进气阀最大地提前的情况，最小曲线对应于进气阀最小地提前的情况。即，最大曲线和最小曲线表示提前控制的最大值（Max）和最小值（Min），并且可由本领域技术人员设置提前控制的最大值（Max）和最小值（Min）。此处，当定义提前方向为“+”时，最大曲线为提前+15CAD（曲柄转动角度）的凸轮轴25的相位，以及最小曲线为提前+5CAD的凸轮轴25的相位。

根据本发明的各个实施例，凸轮轴25的相位被控制成总是在+5CAD到+15CAD的范围内从目标相位提前。

图3为根据本发明的各个实施例的控制电连续可变阀定时装置的方法的流程图。

如图3所示，当发动机启动时S100，控制器10检测车辆的驾驶环境S110。此处，通过从环境传感器34传输的信息检测车辆的驾驶环境。

在检测车辆的驾驶环境时S110，控制器10根据所检测的驾驶环境控制发动机的进气定时为预定定时S120。此处，预定定时为预先存储在数据库12中以对应于各种驾驶环境的值中的一个。即，控制器10根据存储在数据库12中的数据控制发动机的进气定时。

虽然当发动机的进气定时被控制为预定定时时车辆被驱动，但是控制器10根据从启动传感器32传输的信息确定是否需要启动发动机S130。

在控制器10确定在车辆被驱动时需要启动发动机的情况下，控制器10识别用于发动机下次启动的凸轮轴25的目标相位Tn，S140。此处，可通过根据启动条件（例如，冷却剂的温度、大气压力和大气温度等）基于预先存储在数据库12中的数据预测下次启动条件来获得用于下次启动的目标相位Tn。此外，用于下次启动的目标相位Tn可以为用于在发动机启动后的下次启动的凸轮轴的最佳相位。相反，在控制器10确定当车辆被驱动时不需要启动发动机的情况下，过程返回至步骤S110。

在下文中，将描述这样的过程，其中根据用于下次启动的目标相位Tn，控制器10控制凸轮轴25的相位使得发动机的进气定时提前。

控制器10将发动机的当前旋转速度与允许提前控制凸轮轴25的最小旋转速度R相比较S150。此处，最小旋转速度R为预设的并且存储在数据库12中。此外，最小旋转速度R可以为80RPM。而且，在发动机的旋转速度被降低成等于或小于预定速度的情况下，在执行凸轮轴25的提前和延迟控制时可能出现过度负荷或提前和延迟控制是不太可能的。

如果发动机的旋转速度高于最小旋转速度R，则控制器10控制凸轮轴25的相位使得发动机的进气定时提前S160。相反，如果发动机的旋转速度不高于最小旋转速度R，则控制器10结束对凸轮轴25的相位控制S190。

当控制凸轮轴25提前控制时S160，控制器10将允许发动机的进气定时提前到预定最小值Min的凸轮轴25的最小提前相位与凸轮轴25的当前相位相比较S170。此处，如果与最小提前相位相比，凸轮轴25的当前相位呈现进一步朝向发动机的进气定时延迟的方向，则过程返回至步骤S150。

相反，如果与最小提前相位相比，凸轮轴25的当前相位不呈现进一步朝向发动机的进气定时延迟的方向，则控制器10将允许发动机的进气定时提前至预定最大值的凸轮轴25的最大提前相位与凸轮轴25的当前相位相比较S180。

如果凸轮轴25的相位不达到最大提前相位，过程返回至步骤S150。相反，如果凸轮轴25的相位达到最大提前相位，则凸轮轴25的相位控制结束S190。

即，如果在启动时发动机的旋转速度被降低成达到最小旋转速度R或凸轮轴25的相位被提前以达到最大提前相位，则凸轮轴25的相位控制结束S190。

图4为根据本发明的各个实施例的控制电连续可变阀定时装置的方法的另外的流程图。

如图4所示，启动发动机的步骤S100包括控制器10通过从启动传感器32接收信息来识别接通的步骤S102、控制器10识别用于发动机的当前启动的凸轮轴25的目标相位Tc的步骤S104、控制器10将凸轮轴25的相位与用于当前启动的目标相位Tc相比较的步骤S106，以及控制器10控制凸轮轴25的相位使得发动机的进气定时延迟的步骤S108。

此处，可通过根据启动条件（例如，冷却剂的温度、大气压力、大气温度等）从预先存储在数据库12中的数据获得用于当前启动的目标相位Tc。同时，如果与用于当前启动的目标相位Tc相比，凸轮轴25的相位呈现进一步朝向发动机的进气定时延迟的方向，则执行步骤S108。此外，如果与用于当前启动的目标相位Tc相比，凸轮轴25的相位不呈现进一步朝向发动机的进气定时提前的方向，则执行步骤S110。

如上所述，根据本发明的各个实施例，凸轮轴的相位被控制成与启动时的最佳启动相位相比进一步朝向提前方向，因此确定在曲柄转动过程中凸轮轴所需要移动方向为提前方向或延迟方向的操作可能没有必要。此外，通过曲柄旋转转矩凸轮轴在延迟方向上自然移动，因此，凸轮轴快速移动至目标启动位置，并且可改善连续可变阀定时装置的响应。

为了便于所附权利要求中的说明和准确定义，使用术语左和右来参考附图中所显示的这些特征的位置描述示例性实施例的特征。

本发明的特定示例性实施例的上述描述是为了说明和描述而给出。它们不旨在穷举或将本发明限制于所描述的精确形式，而且鉴于以上教导，许多修改和变化显然是可能的。选择和描述示例性实施例以说明本发明的某些原理和它们的实际应用，由此使本领域普通技术人员能作出和利用本发明的各个示例性实施例及其替代方案或修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等价技术方案限定。

Claims (11)

1.一种控制电连续可变阀定时装置的方法，其中根据凸轮轴的相位改变发动机的进气定时和排气定时，所述方法包括：

确定在驾驶过程中是否需要启动发动机；

识别用于所述发动机下次启动的所述凸轮轴的目标相位；

根据所述目标相位控制所述凸轮轴的相位使得所述发动机的进气定时提前；以及

根据所述发动机或所述凸轮轴的状态结束所述凸轮轴的相位控制。

2.根据权利要求1所述的控制电连续可变阀定时装置的方法，进一步包括：

启动发动机；

启动发动机后在驾驶车辆过程中检测驾驶环境；

根据所检测的驾驶环境将所述发动机的进气定时控制为预定定时。

3.根据权利要求2所述的控制电连续可变阀定时装置的方法，所述发动机的启动包括：；

识别接通；

识别用于所述发动机当前启动的所述凸轮轴的目标相位；

将所述凸轮轴的相位与所述目标相位相比较；以及

控制所述凸轮轴的相位使得如果与所述目标相位相比所述凸轮轴的相位呈现进一步朝向所述发动机的进气定时提前的方向，则延迟所述发动机的进气定时。

4.根据权利要求1所述的控制电连续可变阀定时装置的方法，其中：

所述凸轮轴的目标相位为用于在发动机启动后的下次启动的所述凸轮轴的最佳相位。

5.根据权利要求1所述的控制电连续可变阀定时装置的方法，其中：

如果在驾驶过程中需要启动所述发动机，识别用于所述发动机下次启动的所述凸轮轴的目标相位。

6.根据权利要求2所述的控制电连续可变阀定时装置的方法，其中：

如果在驾驶过程中不需要启动发动机，则检测所述驾驶环境，并根据所测得的驾驶环境将所述发动机的进气定时控制为预定定时。

7.根据权利要求1所述的控制电连续可变阀定时装置的方法，其中，对所述凸轮轴的相位的控制使得所述发动机的进气定时提前，包括：

将所述发动机的旋转速度与能够允许的最小旋转速度相比较；

将允许所述发动机的进气定时提前至预定最小值的所述凸轮轴的最小提前相位与所述凸轮轴的相位相比较；以及

将允许所述发动机的进气定时提前至预定最大值的所述凸轮轴的最大提前相位与所述凸轮轴的相位相比较。

8.根据权利要求7所述的控制电连续可变阀定时装置的方法，其中：

如果所述发动机的旋转速度高于最小旋转速度，则控制所述凸轮轴的相位使得所述发动机的进气定时提前，以及

如果所述发动机的旋转速度不高于最小旋转速度，则结束对所述凸轮轴的相位控制。

9.根据权利要求8所述的控制电连续可变阀定时装置的方法，其中：

在所述发动机的旋转速度高于所述最小旋转速度的情况下，

如果与所述最小提前相位相比所述凸轮轴的相位呈现进一步朝向所述发动机的进气定时延迟的方向，则控制所述凸轮轴的相位使得所述发动机的进气定时提前，以及

如果与所述最小提前相位相比所述凸轮轴的相位不呈现进一步朝向所述发动机的进气定时延迟的方向，则将所述凸轮轴的相位与所述最大提前相位互相比较。

10.根据权利要求9所述的控制电连续可变阀定时装置的方法，其中：

在所述发动机的旋转速度高于所述最小旋转速度的情况下，

所述凸轮轴的相位被控制成达到所述最大提前相位，以及

当所述凸轮轴的相位达到所述最大提前相位时，结束对所述凸轮轴的相位控制。

11.根据权利要求1所述的控制电连续可变阀定时装置的方法，其中：

所述凸轮轴的相位被控制成与目标相位相比总是呈现进一步朝向所述发动机的进气定时提前的方向。

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