CN106555681B - 连续可变气门升程系统的控制方法、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连续可变气门升程系统的控制方法、系统及车辆，该方法包括以下步骤：S1：根据最小气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门升程；S2：检测发动机各个气缸的实际气门升程值；S3：判断发动机各个气缸的实际气门升程值是否位于最小气门升程目标区间内；以及S4：如果发动机各个气缸的实际气门升程值没有位于最小气门升程目标区间内，则调节相应的偏心轮的角度直至发动机各个气缸的实际气门升程值位于最小气门升程目标区间内。本发明的方法能够保证内燃机各缸气门升程的一致性，避免了因系统内零部件加工公差、各零部件之间的配合间隙以及各零部件变形对气门升程的影响。

Description

连续可变气门升程系统的控制方法、系统及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种连续可变气门升程系统的控制方法、系统及车辆。

背景技术

能源和环境问题是21世纪人类所面临的最严峻的挑战，内燃机作为目前热效率最高，应用最为广泛的动力机械，发出的总功率占全世界所用动力装置总功率的90％，是世界石油能源的主要消费渠道。随着汽车保有量的增加，内燃机石油消费量将迅速增加，石油供需矛盾必然日趋严重，在消耗大量能源的同时，内燃机也是大气环境，特别是城市大气环境污染的最大源泉，由此可见，创新内燃机技术，对于节约能源，减轻环境污染具有重大意义。另一方面，随着世界各国排放法规的日趋严格，低排放和环保已经成为发动机进入市场的前提条件，成为目前汽车工业所面临的重要课题。

目前传统汽油发动机通过改变节气门调节进气量的大小来改变发动机负荷的大小，在小负荷工况下，节气门开度很小，节气门后真空度很大，发动机换气过程的泵气损失很大，这就是汽油机工作效率比柴油机低的一个重要原因。

传统发动机的气门驱动机构，其配气相位一般基于某一狭小工况范围发动机性能的局部优化而确定，在工作过程中固定不变，是一种折衷选择，且气门运动规律完全由凸轮型线决定。传统发动机配气机构的气门运行参数是固定不变的，参数的确定取决于设计的工况点。发动机高速大负荷工况、低速小负荷工况这两个工况范围对气门运行参数的要求是矛盾的，需要气门运行参数随发动机工况的改变而变化，可变气门机构就是通过各种技术途径使得气门的运行参数随着发动机工况的改变而改变，可变气门升程机构均可在一定程度上提高发动机动力性、经济性和怠速稳定性，降低HC、NOx的排放。

然而，可变气门升程机械机构复杂，可变气门升程系统内各个运动副之间配合间隙，以及其系统内各个零部件在发动机不同负荷下，会有不同程度的变形，在此状态下都会影响气门升程，使各缸气门升程产生差异。

另外，传统的非连续可变气门升程结构升程方式单一，不能实现发动机的大部分工况下，连续改变气门升程，不能保证最优化的气门升程匹配。而目前连续可变气门升程技术，不可避免因系统配合间隙及各个零部件的变形，产生升程差值，进而会给气门升程的一致性带来影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种连续可变气门升程系统的控制方法，该方法能够保证内燃机各缸气门升程的一致性，避免了因系统内零部件加工公差、各零部件之间的配合间隙以及各零部件变形对气门升程的影响。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种连续可变气门升程系统的控制方法，包括以下步骤：S1：根据最小气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门进行升程；S2：检测所述发动机各个气缸的实际气门升程值；S3：判断所述发动机各个气缸的实际气门升程值是否位于最小气门升程目标区间内；以及S4：如果所述发动机各个气缸的实际气门升程值没有位于所述最小气门升程目标区间内，则调节相应的偏心轮的角度直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内。

进一步的，所述最小气门升程目标区间为[最小气门升程目标值-预设值，最小气门升程目标值+预设值]，其中，所述最小气门升程目标值为1毫米，所述预设值位于[0毫米，0.04毫米]之间。

进一步的，所述S4，具体包括：如果所述发动机各个气缸的实际气门升程值小于所述最小气门升程目标区间的下限值，则顺时针调节所述偏心轮直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内；如果所述发动机各个气缸的实际气门升程值大于所述最小气门升程目标区间的上限值，则逆时针调节所述偏心轮直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内。

进一步的，在所述S4之后，还包括：检测所述连续可变气门升程系统是否发生故障；如果是，则在车辆进入跛行模式后，将所述发动机各个气缸的实际气门升程值限定为所述最小气门升程目标值。

进一步的，在所述S4之后，还包括：根据最大气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门进行升程，并记录当前的电机步进次数和所述发动机各个气缸的当前实际气门升程值；如果所述当前实际气门升程值和所述最大气门升程目标值；如果所述当前实际气门升程值与所述最大气门升程目标值一致，则对所述电机步进次数进行标定。

相对于现有技术，本发明所述的双燃料发动机的控制方法具有以下优势：

本发明所述的连续可变气门升程系统的控制方法，根据最小气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门升程，并检测发动机各个气缸的实际气门升程值，判断发动机各个气缸的实际气门升程值是否位于最小气门升程目标区间内，然后根据判断结果调整发动机各个气缸的实际气门升程值。该方法能够保证内燃机各缸气门升程的一致性，避免了因系统内零部件加工公差、各零部件之间的配合间隙以及各零部件变形对气门升程的影响。

本发明的另一个目的在于提出一种连续可变气门升程系统的控制系统，该系统能够保证内燃机各缸气门升程的一致性，避免了因系统内零部件加工公差、各零部件之间的配合间隙以及各零部件变形对气门升程的影响。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种连续可变气门升程系统的控制系统，包括：检测模块110，用于检测发动机各个气缸的实际气门升程值；判断模块120，用于判断所述发动机各个气缸的实际气门升程值是否位于最小气门升程目标区间内；以及控制模块130，用于根据最小气门升程目标值控制所述发动机各个气缸的气门进行升程，并在所述发动机各个气缸的实际气门升程值没有位于所述最小气门升程目标区间内时，调节相应的偏心轮的角度直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内。

进一步的，所述最小气门升程目标区间为[最小气门升程目标值-预设值，最小气门升程目标值+预设值]，其中，所述最小气门升程目标值为1毫米，所述预设值位于[0毫米，0.04毫米]之间。

进一步的，所述控制模块130还用于在所述发动机各个气缸的实际气门升程值小于所述最小气门升程目标区间的下限值时，顺时针调节所述偏心轮直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内，并在所述发动机各个气缸的实际气门升程值大于所述最小气门升程目标区间的上限值时，逆时针调节所述偏心轮直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内。

进一步的，所述控制模块130还用于在所述连续可变气门升程系统发生故障且车辆进入跛行模式后，将所述发动机各个气缸的实际气门升程值限定为所述最小气门升程目标值。

所述的连续可变气门升程系统的控制系统与上述的连续可变气门升程系统的控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆能够保证内燃机各缸气门升程的一致性，避免了因系统内零部件加工公差、各零部件之间的配合间隙以及各零部件变形对气门升程的影响。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有如上述实施例所述的连续可变气门升程系统的控制系统。

所述的车辆与上述的连续可变气门升程系统的控制系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的连续可变气门升程系统的控制方法的总体流程图；

图2为本发明实施例所述的连续可变气门升程系统的控制方法的详细流程图；

图3为本发明实施例所述的连续可变气门升程系统的控制系统的结构框图。

附图标记说明：

100-连续可变气门升程系统的控制系统、110-检测模块、120-判断模块、130-控制模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明一个实施例的连续可变气门升程系统的控制方法的总体流程图。图2是根据本发明一个实施例的连续可变气门升程系统的控制方法的详细流程图。

如图1所示，并结合图2，根据本发明一个实施例的连续可变气门升程系统的控制方法，包括如下步骤：

S1：根据最小气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门进行升程。

S2：检测发动机各个气缸的实际气门升程值。其中，在具体实施过程中，例如在发动机各缸处设置有升程传感器，用以检测各个气缸的实际气门升程值。

S3：判断发动机各个气缸的实际气门升程值是否位于最小气门升程目标区间内。

其中，在本发明的一个实施例中，最小气门升程目标区间为[最小气门升程目标值-预设值，最小气门升程目标值+预设值]，其中，最小气门升程目标值为1毫米，预设值位于[0毫米，0.04毫米]之间。

需要说明的是，为了保证同一气缸的气门升程值的一致性，在具体实施过程中，例如选用相同公差带内的中间摆臂、连接臂和调节臂，并对CVVL系统中的中间摆臂、连接臂和调节臂进行分组处理。

S4：如果发动机各个气缸的实际气门升程值没有位于最小气门升程目标区间内，则调节相应的偏心轮的角度直至发动机各个气缸的实际气门升程值位于最小气门升程目标区间内。一般来说，连续可变气门升程系统中的组合式偏心轴上的偏心轮可进行调节，调节偏心轮旋转的程度直接对应该缸气门升程的大小。

在本发明的一个实施例中，结合图2所示，步骤S4具体包括：如果发动机各个气缸的实际气门升程值小于最小气门升程目标区间的下限值，则顺时针调节偏心轮直至发动机各个气缸的实际气门升程值位于最小气门升程目标区间内；如果发动机各个气缸的实际气门升程值大于最小气门升程目标区间的上限值，则逆时针调节偏心轮直至发动机各个气缸的实际气门升程值位于最小气门升程目标区间内。

作为具体的示例，例如，选取最小气门升程目标值为1毫米，预设值为0.04毫米。那么，在该示例中，步骤S4则可以概述为：当传升程感器检测到气门升程量小于(1-0.04)mm，时，顺时针调节偏心轮使其旋转一定角度，进而使气门升程量调节到(1±0.04)mm；当传感器检测到气门升程量大于(1+0.04)mm时，逆时针调节偏心轮，使其旋转一定角度，进而使气门升程量调节到(1±0.04)mm。

进一步地，在本发明的一个实施例中，结合图2所示，在上述步骤S4之后，还包括：检测连续可变气门升程系统是否发生故障；如果是，则在车辆进入跛行模式后，将发动机各个气缸的实际气门升程值限定为最小气门升程目标值。具体地说，例如在偏心轴上设有1mm升程限位装置，即可得到最小气门升程目标值，这样，当出现故障时有利于实现跛行且可作为自学习最小升程的基础。

另外，在本发明的一个实施例中，结合图2所示，在上述步骤S4之后，例如还包括：根据最大气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门进行升程，并记录当前的电机步进次数和发动机各个气缸的当前实际气门升程值；如果当前实际气门升程值和最大气门升程目标值；如果当前实际气门升程值与最大气门升程目标值一致，则对电机步进次数进行标定。具体地说，将气门升程量调节到(1±0.04)mm后，检测此时各个气门的最大气门升程值，并利用ECU记忆电机步数和升程传感器的电压值进行发动机运行过程的检测，并判断利用ECU记忆电机步数和升程传感器的电压值是否与气门升程最大值保持一致，当达到一致时便可进行发动机的自学习控制。因而，该方法可提高发动机的稳定性，为连续可变气门升程CVVL系统提供自学习的基础，且当出现故障时有利于实现跛行。

根据本发明实施例的连续可变气门升程系统的控制方法，根据最小气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门进行升程，并检测发动机各个气缸的实际气门升程值，判断发动机各个气缸的实际气门升程值是否位于最小气门升程目标区间内，然后根据判断结果调整发动机各个气缸的实际气门升程值。该方法能够保证内燃机各缸气门升程的一致性，避免了因系统内零部件加工公差、各零部件之间的配合间隙以及各零部件变形对气门升程的影响。

图3是根据本发明一个实施例的连续可变气门升程系统的控制系统的结构框图，如图3所示，根据本发明一个实施例的连续可变气门升程系统的控制系统100，包括：检测模块110、判断模块120和控制模块130。

其中，检测模块110用于检测发动机各个气缸的实际气门升程值。判断模块120用于判断发动机各个气缸的实际气门升程值是否位于最小气门升程目标区间内。控制模块130用于根据最小气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门进行升程，并在发动机各个气缸的实际气门升程值没有位于最小气门升程目标区间内时，调节相应的偏心轮的角度直至发动机各个气缸的实际气门升程值位于最小气门升程目标区间内。

根据本发明实施例的连续可变气门升程系统的控制系统，根据最小气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门进行升程，并检测发动机各个气缸的实际气门升程值，判断发动机各个气缸的实际气门升程值是否位于最小气门升程目标区间内，然后根据判断结果调整发动机各个气缸的实际气门升程值。该系统能够保证内燃机各缸气门升程的一致性，避免了因系统内零部件加工公差、各零部件之间的配合间隙以及各零部件变形对气门升程的影响。

在本发明的一个实施例中，上述的最小气门升程目标区间例如为[最小气门升程目标值-预设值，最小气门升程目标值+预设值]，其中，最小气门升程目标值为1毫米，预设值位于[0毫米，0.04毫米]之间。

在本发明的一个实施例中，控制模块130还用于在发动机各个气缸的实际气门升程值小于最小气门升程目标区间的下限值时，顺时针调节偏心轮直至发动机各个气缸的实际气门升程值位于最小气门升程目标区间内，并在发动机各个气缸的实际气门升程值大于最小气门升程目标区间的上限值时，逆时针调节偏心轮直至发动机各个气缸的实际气门升程值位于最小气门升程目标区间内。

在本发明的一个实施例中，控制模块130还用于在连续可变气门升程系统发生故障且车辆进入跛行模式后，将发动机各个气缸的实际气门升程值限定为最小气门升程目标值。

根据本发明实施例的连续可变气门升程系统的控制系统，能够保证内燃机各缸气门升程的一致性，避免了因系统内零部件加工公差、各零部件之间的配合间隙以及各零部件变形对气门升程的影响。

需要说明的是，本发明实施例的连续可变气门升程系统的控制系统的具体实现方式与本发明实施例的连续可变气门升程系统的控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，设置有如上述实施例所述的连续可变气门升程系统的控制系统。该车辆能够保证内燃机各缸气门升程的一致性，避免了因系统内零部件加工公差、各零部件之间的配合间隙以及各零部件变形对气门升程的影响。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种连续可变气门升程系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据最小气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门进行升程；

S2：检测所述发动机各个气缸的实际气门升程值；

S3：判断所述发动机各个气缸的实际气门升程值是否位于最小气门升程目标区间内；以及

S4：如果所述发动机各个气缸的实际气门升程值没有位于所述最小气门升程目标区间内，则调节相应的偏心轮的角度直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内；

根据最大气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门进行升程，并记录当前的电机步进次数和所述发动机各个气缸的当前实际气门升程值，其中，所述电机用于驱动所述气门；

比较所述当前实际气门升程值和所述最大气门升程目标值；

如果所述当前实际气门升程值与所述最大气门升程目标值一致，则对所述电机步进次数进行标定。

2.根据权利要求1所述的连续可变气门升程系统的控制方法，其特征在于，所述最小气门升程目标区间为[最小气门升程目标值-预设值，最小气门升程目标值+预设值]，其中，所述最小气门升程目标值为1毫米，所述预设值位于[0毫米，0.04毫米]之间。

3.根据权利要求1所述的连续可变气门升程系统的控制方法，其特征在于，所述S4，具体包括：

如果所述发动机各个气缸的实际气门升程值小于所述最小气门升程目标区间的下限值，则顺时针调节所述偏心轮直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内；

如果所述发动机各个气缸的实际气门升程值大于所述最小气门升程目标区间的上限值，则逆时针调节所述偏心轮直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内。

4.根据权利要求1所述的连续可变气门升程系统的控制方法，其特征在于，在所述S4之后，还包括：

检测所述连续可变气门升程系统是否发生故障；

如果是，则在车辆进入跛行模式后，将所述发动机各个气缸的实际气门升程值限定为所述最小气门升程目标值。

5.一种连续可变气门升程系统的控制系统，其特征在于，包括：

检测模块（ 110） ，用于检测发动机各个气缸的实际气门升程值；

判断模块（ 120） ，用于判断所述发动机各个气缸的实际气门升程值是否位于最小气门升程目标区间内；以及

控制模块（ 130） ，用于根据最小气门升程目标值控制所述发动机各个气缸的气门进行升程，并在所述发动机各个气缸的实际气门升程值没有位于所述最小气门升程目标区间内时，调节相应的偏心轮的角度直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内；

控制模块（ 130） 还用于：根据最大气门升程目标值控制发动机各个气缸的气门进行升程，并记录当前的电机步进次数和所述发动机各个气缸的当前实际气门升程值；比较所述当前实际气门升程值和所述最大气门升程目标值；如果所述当前实际气门升程值与所述最大气门升程目标值一致，则对所述电机步进次数进行标定，其中，所述电机用于驱动所述气门。

6.根据权利要求5所述的连续可变气门升程系统的控制系统，其特征在于，所述最小气门升程目标区间为[最小气门升程目标值-预设值，最小气门升程目标值+预设值]，其中，所述最小气门升程目标值为1毫米，所述预设值位于[0毫米，0.04毫米]之间。

7.根据权利要求5所述的连续可变气门升程系统的控制系统，其特征在于，所述控制模块（ 130） 还用于在所述发动机各个气缸的实际气门升程值小于所述最小气门升程目标区间的下限值时，顺时针调节所述偏心轮直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内，并在所述发动机各个气缸的实际气门升程值大于所述最小气门升程目标区间的上限值时，逆时针调节所述偏心轮直至所述发动机各个气缸的实际气门升程值位于所述最小气门升程目标区间内。

8.根据权利要求5所述的连续可变气门升程系统的控制系统，其特征在于，所述控制模块（ 130） 还用于在所述连续可变气门升程系统发生故障且车辆进入跛行模式后，将所述发动机各个气缸的实际气门升程值限定为所述最小气门升程目标值。

9.一种车辆，其特征在于，设置有如权利要求5-8任一项所述的连续可变气门升程系统的控制系统。