CN106907250B - 用于控制涡轮发动机的气门正时的方法和相关系统 - Google Patents

用于控制涡轮发动机的气门正时的方法和相关系统 Download PDF

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Abstract

用于控制涡轮发动机的气门正时的方法和相关系统，所述用于控制涡轮发动机的气门正时的方法可以包括：由控制器根据发动机转速和发动机负载对控制区域进行分类，并且控制区域可以包括第一控制区域、第二控制区域、第三控制区域、第四控制区域、第五控制区域以及第六控制区域。该方法可以进一步包括：在第一控制区域中，将最大持续时间应用于进气门并控制气门重叠；在第二控制区域中，将最大持续时间应用于进气门和排气门；在第三区域中，将进气门关闭正时和排气门关闭正时提前；在第四控制区域中，使气门关闭正时接近下止点；在第五控制区域中，控制全开节气门；以及在第六控制区域中，控制全开节气门和气门关闭正时以减少爆震。

Description

用于控制涡轮发动机的气门正时的方法和相关系统
相关申请的交叉引证
本申请要求于2015年12月11号提交的韩国专利申请号10-2015-0177462的优先权和权益，其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
本公开涉及一种用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的系统和方法。
背景技术
该部分中的陈述仅是提供与本公开内容有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
内燃机通过设置的点火模式燃烧燃料和空气以预定比例混合的混合气体从而通过使用爆炸压力来产生动力。
通常，通过与曲柄轴连接的正时带驱动凸轮轴，曲柄轴通过爆炸压力将气缸的线性运动转换成旋转运动以致动进气门和排气门，并且当进气门打开时，空气被吸入燃烧室中，并且当排气门打开时，在燃烧室中燃烧的气体被排出。
为了改善进气门和排气门的操作并且从而改善发动机性能，应当根据发动机的转速或负载控制气门升程和气门打开/关闭时间(正时)。因此，已开发了控制发动机的进气门和排气门的打开持续时间的连续可变气门持续时间(continuous variable valveduration)(CVVD)装置和控制发动机的进气门和排气门的打开和关闭正时的连续可变气门正时(CVVT)装置。
CVVD装置可以控制气门的打开持续时间。
而且，在气门的打开持续时间固定的状态中，CVVT装置可以将气门的打开或关闭正时提前或推迟。即，如果确定气门的打开正时，根据气门的打开持续时间自动确定关闭正时。
然而，在将CVVD装置和CVVT装置结合的情况下，应当同时控制气门的打开持续时间和正时两者。
在本背景技术部分中公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景技术的理解，并且因此上述信息可能包含没有构成已为该国的本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。
发明内容
本公开提供了一种用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的系统和方法，其通过单独控制进气门和排气门的打开正时和关闭正时同时控制气门的持续时间和正时，连续可变气门持续时间发动机配备有布置在涡轮发动机车辆的进气门侧和排气门侧上的连续可变持续时间装置和连续可变气门正时装置。
本公开提供了一种用于控制涡轮发动机的气门正时的方法，涡轮发动机在进气门侧和排气门侧均设置有连续可变持续时间(CVVD)装置和连续可变气门正时(CVVT)装置两者。该方法可以包括：根据发动机转速和发动机负载对多个控制区域进行分类，并且多个控制区域可以包括：当发动机负载小于第一预定负载时的第一控制区域；当发动机负载大于或等于第一预定负载并小于第二预定负载时的第二控制区域；当发动机负载大于或等于第二预定负载并小于第三预定负载时的第三控制区域；当发动机负载大于或等于第二预定负载并且发动机转速大于或等于第一预定转速并小于第二预定转速时的第四控制区域；当发动机负载大于或等于第三预定负载并且发动机转速小于第一预定转速时的第五控制区域；以及当发动机负载大于或等于第三预定负载并且发动机转速大于或等于第二预定转速时的第六控制区域，并且可以包括：在第一控制区域中，将最大持续时间应用于进气门并通过使用排气门控制气门重叠；在第二控制区域中，将最大持续时间应用于进气门和排气门；在第三控制区域中，将进气门关闭(IVC)正时和排气门关闭(EVC)正时提前；在第四控制区域中，使进气门关闭(IVC)正时接近下止点；在第五控制区域中，控制全开节气门(WOT)，以便产生扫气；以及在第六控制区域中，控制全开节气门和进气门关闭(IVC)正时以减少爆震。
如果控制区域在第一控制区域中，然后控制器可以将进气门打开(IVO)正时、进气门关闭(IVC)正时以及排气门打开(EVO)控制为固定的，并控制排气门关闭(EVC)正时设置为可持续燃烧稳定性内的最大值。
如果控制区域在第二控制区域中，然后控制器可以将排气门关闭(EVC)正时控制为随着发动机负载增大而延迟，使得排气门达到最大持续时间。
如果控制区域在第三控制区域中，当发动机转速小于预定转速时，然后控制器可以将进气门关闭(IVC)正时提前到接近下止点，当发动机转速大于或等于预定转速时，控制器可以将进气门关闭(IVC)正时提前到下止点之后。
如果控制区域在第三控制区域中，然后控制器可以将排气门关闭(EVC)正时提前到接近上止点同时保持排气门打开(EVO)正时。
如果控制区域在第四控制区域中，然后控制器可以控制进气门关闭(IVC)正时接近下止点，并控制进气门打开(IVO)正时和排气门关闭(EVC)正时接近上止点。
如果控制区域在第五控制区域中，然后控制器可以控制器将进气门打开(IVO)正时提前到上止点之前以产生扫气，并将进气门关闭(IVC)正时控制在下止点之后。
如果控制区域在第五控制区域中，控制器则可以将排气门打开(EVO)正时推迟到下止点之后，以便减少排气的干扰，并将排气门关闭(EVC)正时控制在上止点之后以维持催化剂温度。
如果控制区域在第六控制区域中，然后控制器可以将排气门打开(EVO)正时提前到下止点之前以抑制或防止排气泵并降低增压压力，并且控制器可以控制排气门关闭(EVC)正时接近上止点。
根据本公开的另一种形式，用于控制设置有涡轮增压器的连续可变气门持续时间发动机的气门正时的系统可以包括：数据检测器，检测与车辆的运行状态有关的数据；凸轮轴位置传感器，检测凸轮轴的位置；进气连续可变气门持续时间(CVVD)装置，控制发动机的进气门的打开时间；排气连续可变气门持续时间(CVVD)装置，控制发动机的排气门的打开时间；进气连续可变气门正时(CVVT)装置，控制发动机的进气门的打开正时和关闭正时；以及排气连续可变气门正时(CVVT)装置，控制发动机的排气门的打开正时和关闭正时；以及控制器，被配置为基于来自数据检测器和凸轮轴位置传感器的信号根据发动机转速和发动机负载对多个控制区域进行分类，并且根据控制区域控制进气CVVD装置、排气CVVD装置、进气CVVT、以及排气CVVT装置。
多个控制区域可以包括：当发动机负载小于第一预定负载时的第一控制区域；当发动机负载大于或等于第一预定负载并小于第二预定负载时的第二控制区域；当发动机负载大于或等于第二预定负载并小于第三预定负载时的第三控制区域；当发动机负载大于或等于第二预定负载并且发动机转速大于或等于第一预定转速并小于第二预定转速时的第四控制区域；当发动机负载大于或等于第三预定负载并且发动机转速小于第一预定转速时的第五控制区域；以及当发动机负载大于或等于第三预定负载并且发动机转速大于或等于第二预定转速时的第六控制区域，在第一控制区域中，控制器可以将最大持续时间应用于进气门并通过排气门控制气门重叠，在第二控制区域中，可以将最大持续时间应用于进气门和排气门，在第三控制区域中，可以将进气门关闭(IVC)正时和排气门关闭(EVC)正时提前，在第四控制区域中，可以使进气门关闭(IVC)正时接近下止点，在第五控制区域中，可以控制全开节气门(WOT)以产生扫气，以及在第六控制区域中，可以控制全开节气门和进气门关闭(IVC)正时以减少爆震。
在第一控制区域中，控制器可以将进气门打开(IVO)正时、进气门关闭(IVC)正时以及排气门打开(EVO)控制为固定，并且控制排气门关闭(EVC)正时以将所述排气门关闭正时设置为可持续燃烧稳定性内的最大值。
在第二控制区域中，控制器可以将排气门关闭(EVC)正时控制为随着发动机负载增大而延迟使得排气门达到最大持续时间。
在第三控制区域中，当发动机转速小于预定转速时，控制器可以将进气门关闭(IVC)正时提前到接近下止点，当发动机转速大于或等于预定转速时，控制器可以将进气门关闭(IVC)正时提前到下止点之后。
在第三控制区域中，控制器可以将排气门关闭(EVC)正时提前到接近上止点，同时保持排气门打开(EVO)正时。
在第四控制区域中，控制器可以控制进气门关闭(IVC)正时接近下止点，并控制进气门打开(IVO)正时和排气门关闭(EVC)正时接近上止点。
在第五控制区域中，控制器可以将进气门打开(IVO)正时提前到上止点之前以产生扫气，并将进气门关闭(IVC)正时控制导下止点之后。
在第五控制区域中，控制器可以将排气门打开(EVO)正时推迟到下止点之后以便减少排气的干扰，并将排气门关闭(EVC)正时控制在上止点之后以维持催化剂温度。
在第六控制区域中，控制器可以将排气门打开(EVO)正时提前到下止点之前以抑制或防止排气泵并降低增压压力，并且控制器控制排气门关闭(EVC)正时接近上止点。
从本文中提供的描述中，适用性的其他领域将变得显而易见。应理解的是，该描述和具体实例旨在仅用于说明目的，而并非旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了可充分理解本公开，现将参考附图描述以实例的方式给出的本公开的各种形式，其中：
图1是示出了用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的系统的示意性框图；
图2是示出了布置在进气门侧和排气门侧上的连续可变气门持续时间装置和连续可变气门正时装置的立体图；
图3A和图3B是示出了用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的方法的流程图；
图4A至图4C是示出了根据发动机负载和发动机转速的进气门的持续时间、打开正时以及关闭正时的曲线图，以及
图5A至图5C是示出了根据发动机负载和发动机转速的排气门的持续时间、打开正时以及关闭正时的曲线图。
本文所描述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开内容的范围。
具体实施方式
以下描述实际上仅是示例性的，并不旨在限制本公开内容、应用或者用途。应理解的是，贯穿整个附图，相应的参考标号指代相同或相应的部件和特征。
本领域技术人员应当认识到，在完全不背离本公开的实质或范围的情况下，可通过各种不同的方式修改所描述的形式。
贯穿整个说明书和后续的权利要求书，除非有明确相反的说明，否则词语“包括(comprise)”以及诸如“包含(comprises)”或者“含有(comprising)”的变形应被理解为意指包括所述元件，但并不排除任何其他的元件。
应当理解，本文中所使用的术语“车辆(vehicle)”或“车辆的(vehicular)”或其他类似术语包括广义的机动交通工具，包括混合动力车辆、插入式混合动力车辆、和其他可替代燃料车辆(例如，燃料从除石油以外的资源获得)。如本文中提及，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，汽油动力和电动车辆。
此外，应当理解的是，可由至少一个控制器执行一些方法。
术语控制器指的是包括存储器和处理器的硬件设备，该硬件设备配置为执行应当解释为其算法结构的一个或多个步骤。存储器配置为存储算法步骤，并且处理器具体被配置为执行所述算法步骤从而进行下面进一步描述的一个或多个处理。
此外，本公开的控制逻辑可体现为在计算机可读介质上的非临时性计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器等等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡、以及光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可分布在网络耦接的计算机系统中，从而例如通过远程通信服务器(telematics server)或控制器局域网络(CAN)以分布式方式存储和执行该计算机可读介质。图1是示出了根据本公开的一种形式的用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的系统的示意性框图。
发动机可以是设置有涡轮增压器的涡轮发动机。
如在图1中示出的，用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的系统包括：数据检测器10、凸轮轴位置传感器20、控制器30、进气连续可变气门持续时间(CVVD)装置40、进气连续可变气门正时(CVVT)装置45、以及排气连续可变气门持续时间(CVVD)装置50、以及排气连续可变气门正时(CVVT)装置55。
数据检测器10检测有关用于控制CVVD装置和CVVT装置的车辆的运行状态的数据，并包括：车辆速度传感器11、发动机转速传感器12、油温传感器13、气流传感器14以及油门踏板位置传感器15。
车辆速度传感器11检测车辆速度，将相应信号发送至控制器30，并且可以安装在车辆的车轮处。
发动机转速传感器12从曲柄轴或凸轮轴的相位的改变中检测发动机的转速，并将相应信号发送至控制器30。
油温传感器(OTS)13检测流动通过油控制阀(OCV)的油的温度，并将相应信号发送至控制器30。
可以通过使用安装在进气歧管的冷却剂通道处的冷却剂温度传感器测量冷却剂温度来确定由油温传感器13检测的油温度。因此，在本公开的一种形式中，油温传感器13可以包括冷却剂温度传感器，并且油温度应当理解为包括冷却剂温度。
气流传感器14检测吸入进气歧管中的空气量，并将相应信号发送至控制器30。
油门踏板位置传感器(APS)15检测驾驶员推动油门踏板的程度，并将相应信号发送至控制器30。当油门踏板被完全踩压时油门踏板的位置值可以是100％，并且当完全不踩压油门踏板时油门踏板的位置值可以是0％。
可以用安装在进气通道上的节气门位置传感器(TPS)代替油门踏板位置传感器15。因此，在本公开的一种形式中，油门踏板位置传感器15可以包括节气门位置传感器，并且油门踏板的位置值应当理解为包括节气门的开启值。
凸轮轴位置传感器20检测凸轮轴角度的变化，并将相应信号发送至控制器30。
图2是示出了根据本公开的一种形式的布置在进气门侧和排气门侧上的连续可变气门持续时间装置和连续可变气门正时装置的立体图。
如在图2中示出的，连续可变气门持续时间装置40、50和连续可变气门正时装置45、55安装在进气门侧及排气门侧。
进气连续可变气门持续时间(CVVD)装置40根据来自控制器30的信号控制发动机的进气门的打开时间，排气连续可变气门持续时间(CVVD)装置50根据来自控制器30的信号控制发动机的排气门的打开时间。
进气连续可变气门正时(CVVT)装置45根据来自控制器30的信号控制发动机的进气门的打开正时和关闭正时，并且排气连续可变气门正时(CVVT)装置55根据来自控制器30的信号控制发动机的排气门的打开正时和关闭正时。
控制器30可以基于来自数据检测器10和凸轮轴位置传感器20的信号根据发动机转速和发动机负载将多个控制区域进行分类，并且根据控制区域控制进气CVVD装置40和进气CVVT装置45，以及排气CVVD装置50和排气CVVT装置55。本文中，多个控制区域可以分类成六个区域。
在第一控制区域中，控制器30将最大持续时间应用于进气门并通过使用排气门限制气门重叠。在第二控制区域中，控制器30将最大持续时间应用于进气门和排气门，在第三控制区域中，将进气门关闭(IVC)正时和排气门关闭(EVC)正时提前，在第四控制区域中，使进气门关闭(IVC)正时接近下止点(BDC)，在第五区域中，控制全开节气门(WOT)以便产生扫气(scavenging)，在第六区域中，控制全开节气门(WOT)并控制进气门关闭(IVC)正时以减少爆震。
出于这些目的，控制器30可以实现为通过预定程序操作的至少一个处理器，并且预定程序可以被编程以便执行根据本公开的一种形式的用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的方法的每个步骤。
可以在记录介质内实现本文中所描述的各种形式，例如，通过使用软件、硬件或其结合由计算机或类似装置读取记录介质。
可以通过使用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器和设计为执行任何其他功能的电子单元中的至少一种，来实现本文中所描述的形式的硬件。
可以通过分开的软件模块实现诸如在本公开中描述的形式的程序和功能的软件。每个软件模块可以执行本公开中所描述的一个或多个功能和操作。可以通过以合适的程序语言编写的软件应用程序来实现软件代码。
在下文中，将参考图3至图5详细地描述根据本公开的一种形式的用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的方法。
图3A和图3B是示出了用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的方法的流程图。
图4A至图4C是分别示出了根据发动机负载和发动机转速的进气门的持续时间、打开正时以及关闭正时的曲线图，以及图5A至图5C是分别示出了根据发动机负载和发动机转速的排气门的持续时间、打开正时以及关闭正时的曲线图。
如在图3A和图3B中示出的，在步骤S100中，用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的方法开始于由控制器30根据发动机转速和发动机负载对多个控制区域进行分类。
将参考图4A至图4C和图5A至图5C描述控制区域。在图4A至图4C和图5A至图5C中标明第一控制区域至第六控制区域。
控制器30可以将控制区域分类为当发动机负载小于第一预定负载时的第一控制区域；当发动机负载大于或等于第一预定负载并小于第二预定负载时的第二区域；以及当发动机负载大于或等于第二预定负载并小于第三预定负载时的第三区域。此外，控制器30可以将控制区域分类为当发动机负载大于或等于第二预定负载并且发动机转速大于或等于第一预定转速并小于第二预定转速时的第四区域，当发动机负载大于或等于第三预定负载并且发动机转速小于第一预定转速时的第五区域，以及当发动机负载大于或等于第三预定负载并且发动机转速大于或等于第二预定转速时的第六区域。
同时，参考图4A至图4C和图5A至图5C，在进气门持续时间(IVD)图(map)和排气门持续时间(EVD)图中标记曲柄角，表示进气门和排气门的打开时间。例如，关于图4A中的IVD图，在第四区域的内侧写成数字200的曲线是指曲柄角是200度，在数字200的外侧标记为数字220的弯曲的线是指曲柄角是220度。
尽管附图中未示出，大于200小于220的曲柄角位于数字200的曲线与数字220的曲线之间。
此外，在进气门打开(IVO)正时图中标明的数字的单位在上止点(TDC)之前，在进气门关闭(IVC)正时图中标明的数字的单位在下止点(BDC)之后，在排气门打开(EVO)正时图中标明的数字的单位在BDC之前，并且在排气门关闭(EVC)图中标明的数字的单位在TDC之后。
在图4A至图4C和图5A至图5C中的每个区域和曲线是本公开的一种形式的实例，可以在本公开的技术构思和范围内进行修改。
参考图3A至图5C，在步骤S100中，根据发动机转速和负载对控制区域进行分类。然后，在步骤S110中，控制器30确定发动机状态是否在第一控制区域下。
在S110的步骤中，如果发动机负载小于第一预定负载，则控制器30确定发动机状态在第一控制区域下。这时，在步骤S120中，控制器30将最大持续时间应用于进气门并且控制排气门与进气门之间的气门重叠。
气门重叠处于进气门打开并且排气门仍不关闭的状态。
换言之，当发动机在低负载下时，那么控制器30可以控制被固定的进气门打开(IVO)正时和进气门关闭(IVC)正时两者，使得进气门具有最大持续时间值。
如在图4B和图4C中示出的，第一控制区域可以是IVO正时图中TDC之前的0至10度和IVC正时图中BDC之后的100至110度。
此外，控制器30可以控制EVO正时固定并设置EVC正时。同时，由于气门重叠增大，燃料消耗削减，然而燃烧稳定性劣化。因此，期望适当地设置气门重叠。然而，根据本公开内容，可以通过提高设置期望的最佳气门重叠来获得高度改善的燃料效率，从而固定EVO正时并且控制EVC正时设置为可持续的燃烧稳定性内的最大值。可以通过预先设定的图来确定正时值。
例如，如在图5B至图5C中示出的，EVO正时可以在BDC之前固定为40度至50度，可以通过在TDC之后的方向上移动EVC正时的角度来设立EVC正时。EVC正时可以是最大值，使得燃烧稳定性是可持续的。
在步骤S110中，在当前的发动机状态不属于第一控制区域时，在步骤S130中，控制器30确定当前发动机状态是否属于第二控制区域。
在S130的步骤中，如果发动机负载大于或等于第一预定负载并小于第二预定负载，控制器30确定发动机状态在第二控制区域下。这时，在步骤S140中，控制器30分别恒定地控制具有最大持续时间的进气门和排气门两者。
控制器30可以将EVC正时控制为随着发动机负载增大而延迟以便使排气门达到最大持续时间。本文中，控制器30可以固定IVO正时和IVC正时两者并随着进气门已应用最大持续时间将最大持续时间应用于排气门。
同时，期望自然吸气发动机保持为歧管绝对压力(MAP)，歧管绝对压力是大气压力与进气歧管的压力之间的差。然而，没必要对根据本公开的一种形式的涡轮发动机进行控制，因为涡轮发动机被增压并且进气歧管的压力大于大气压力。
在步骤S130中，在当前的发动机状态不属于第二控制区域时，在步骤S150中，控制器30确定当前发动机状态是否属于第三控制区域。
在S150的步骤中，如果发动机负载大于或等于第二预定负载并小于第三预定负载，控制器30确定发动机状态在第三控制区域下。这时，在步骤S160中，控制器30将IVC正时和EVC正时提前。
在第一控制区域和第二控制区域中，将IVC正时控制在LIVC位置(延迟进气门关闭；在BDC之后100-110度的角度，参考图4A至图4C)处。顺便，由于在LIVC位置处推迟IVC正时，进气歧管(增压压力)中的平均压力可以增大并且随着发动机负载增大产生爆震。因此，燃料效率会劣化。因此，在具有相对高的负载的第三控制区域中，控制器30将IVC正时提前以抑制或防止如上所述的效果。
这时，如在图4A至图4C中示出的，当发动机转速小于预定转速时，控制器30可以将IVC正时快速提前到接近BDC从而反映涡轮发动机的特征。此外，如果发动机转速大于或等于预定转速，由于增压压力相对较低，控制器30可在BDC之后以30-50度的角度将IVC正时缓慢提前。预定转速可以是1500rpm。
此外，如在图5A至图5C中示出的，在第二区域中，将IVO正时与EVC正时之间的差异最大化，气门重叠变成最长。在第三控制区域中，通过保持EVO正时并将EVC正时提前到接近TDC来实现最佳EVC正时值。因此，可以进一步改善燃料效率。
在步骤S150中，在当前的发动机状态不属于第三控制区域时，在步骤S170中，控制器30确定当前发动机状态是否属于第四控制区域。
在S170中，如果发动机状态在第四控制区域下，在S180中，控制器30将IVC正时控制为接近BDC。
第四控制区域可以是发动机负载大于或等于第二预定负载并且发动机转速大于或等于第一预定转速并小于第二预定转速时的低增压区域。例如，第一预定转速可以是1500rpm，并且第二预定转速可以是2500rpm。
在第四区域中，由于改善燃料效率，控制器30将IVC正时控制为接近BDC。此外，控制器30可以缩短进气门与排气门之间的气门重叠并通过使IVO正时和EVC正时接近TDC改善燃烧稳定性。因此，在第四控制区域中，可以使用短进气持续时间(例如，180度)。
在步骤S170中，在当前的发动机状态不属于第四控制区域时，在步骤S190中，控制器30确定当前发动机状态是否属于第五控制区域。
在S190中，如果发动机负载大于或等于第三预定负载并且发动机转速大于或等于第一预定转速，那么控制器30确定发动机状态在第五控制区域下。这时，在步骤S200中，控制器30完全打开节气门并进行控制以产生扫气。
在涡轮发动机中，当发动机转速小于第一预定转速(例如，1500rpm)时，如果将节气门控制为全开的(WOT)，则进气口压力通过增压变得高于排气口压力。因此，与自然吸气发动机相比，在涡轮发动机中，排出燃烧废气的扫气现象的效果是显著的。
因此，如在图4A至图4C中示出的，控制器30可以在BDC之前以20-40度的角度提前IVO正时以产生扫气，并在BDC之后以0-20度的角度控制IVC正时。
此外，如在图5A至图5C中示出的，控制器30可以将EVO正时充分推迟到BDC之后以便通过减少排气的干扰最大限度地产生扫气。此外，可以将EVC正时控制在TDC之后的30度的角度内以便维持催化剂温度。因此，在第五控制区域中，可以使用短排气持续时间(例如，180-210度)。
在步骤S190中，在当前的发动机状态不属于第五控制区域时，在步骤S210中，控制器30确定当前发动机状态是否属于第六控制区域。
在S210的步骤中，如果发动机负载大于或等于第三预定负载并且发动机转速大于或等于第二预定转速，那么控制器确定发动机状态在第六控制区域下。这时，在步骤S220中，控制器30完全打开节气门并控制IVC正时以便减少爆震。
在第六控制区域中，当发动机转速大于第二预定转速(例如，2500rpm)时，由于排气口压力比进气口压力高很多，扫气现象消失。因此，如在图5A至图5C中示出的，控制器30将EVO正时提前到BDC之前的30度的角度并使EVC正时接近TDC以抑制或防止排气泵。
同时，当在高转速条件下执行WOT控制时，在自然吸气的发动机中很少产生爆震，相反，在涡轮发动机中爆震可劣化。因此，如在图4A至图4C中示出的，控制器30可以在BDC之后在50度的角度内提前IVC正时以通过减小增压压力减少爆震。
如上所述，同时控制连续可变气门的持续时间和正时，这样可将发动机控制在期望条件下。
即，由于适当控制进气门和排气门的打开正时和关闭正时，从而改善在部分负载条件下的燃料效率和在高负载条件下的发动机性能。而且，通过增大有效压缩比可以减少启动燃料量，并且通过缩短加热催化剂的时间可以减少排气。
虽然已结合目前被视为实用的形式对本公开进行了描述，但应当理解，本公开不限于所公开的形式。相反的，本发明旨在涵盖包含在本公开的精神与范围内的各种修改与等同布置。

Claims (18)

1.一种用于控制涡轮发动机的气门正时的方法，所述涡轮发动机在进气门侧和排气门侧均设置有连续可变持续时间装置和连续可变气门正时装置两者，所述方法包括：
由控制器根据发动机转速和发动机负载对多个控制区域进行分类，
其中，所述多个控制区域包括：
当所述发动机负载小于第一预定负载时的第一控制区域；
当所述发动机负载大于或等于所述第一预定负载并小于第二预定负载时的第二控制区域；
当所述发动机负载大于或等于所述第二预定负载并小于第三预定负载时的第三控制区域；
当所述发动机负载大于或等于所述第二预定负载并且所述发动机转速大于或等于第一预定转速并小于第二预定转速时的第四控制区域；
当所述发动机负载大于或等于所述第三预定负载并且所述发动机转速小于第一预定转速时的第五控制区域；以及
当所述发动机负载大于或等于所述第三预定负载并且所述发动机转速大于或等于所述第二预定转速时的第六控制区域，
在所述第一控制区域中，由所述控制器将最大持续时间应用于进气门并通过使用排气门控制气门重叠；
在所述第二控制区域中，由所述控制器将所述最大持续时间应用于所述进气门和所述排气门；
在所述第三控制区域中，由所述控制器将进气门关闭正时和排气门关闭正时提前；
在所述第四控制区域中，由所述控制器使所述进气门关闭正时接近下止点；
在所述第五控制区域中，由所述控制器控制全开节气门，以便产生扫气；以及
在所述第六控制区域中，由所述控制器控制所述全开节气门和所述进气门关闭正时以减少爆震。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
当由所述控制器确定所述第一控制区域时，所述控制器将进气门打开正时、所述进气门关闭正时、排气门打开正时控制为固定，并控制排气门关闭正时设置为可持续燃烧稳定性内的最大值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，
当由所述控制器确定所述第二控制区域时，所述控制器将排气门关闭正时控制为随着所述发动机负载增大而延迟，使得所述排气门达到所述最大持续时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，
当由所述控制器确定所述第三控制区域时，在所述发动机转速小于预定转速时，所述控制器将所述进气门关闭正时提前到接近下止点，在所述发动机转速大于或等于所述预定转速时，所述控制器将所述进气门关闭正时提前到所述下止点之后。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，
当由所述控制器确定所述第三控制区域时，所述控制器将排气门关闭正时提前到接近上止点同时保持排气门打开正时。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，
当由所述控制器确定所述第四控制区域时，所述控制器控制所述进气门关闭正时接近下止点并控制进气门打开正时和排气门关闭正时接近上止点。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，
当由所述控制器确定所述第五控制区域时，所述控制器将进气门打开正时提前到上止点之前以产生所述扫气，并将所述进气门关闭正时控制在下止点之后。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，
当由所述控制器确定所述第五控制区域时，所述控制器将排气门打开正时推迟到下止点之后，以便减少排气的干扰，并将所述排气门关闭正时控制在上止点之后以维持催化剂温度。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，
当由所述控制器确定所述第六控制区域时，所述控制器将排气门打开正时提前到下止点之前以抑制排气泵出并降低增压压力，并且所述控制器控制排气门关闭正时接近上止点。
10.一种用于控制连续可变气门持续时间发动机的气门正时的系统，所述连续可变气门持续时间发动机设置有涡轮增压器，所述系统包括：
数据检测器，被配置为检测与车辆的运行状态有关的数据；
凸轮轴位置传感器，被配置为检测凸轮轴的位置；
进气连续可变气门持续时间装置，被配置为控制所述发动机的进气门的打开时间；
排气连续可变气门持续时间装置，被配置为控制所述发动机的排气门的打开时间；
进气连续可变气门正时装置，被配置为控制所述发动机的所述进气门的打开正时和关闭正时；
排气连续可变气门正时装置，被配置为控制所述发动机的所述排气门的打开正时和关闭正时；以及
控制器，被配置为基于来自所述数据检测器和所述凸轮轴位置传感器的信号根据发动机转速和发动机负载对多个控制区域进行分类，并且被配置为根据所述控制区域控制所述进气连续可变气门 持续时间装置、所述排气连续可变气门 持续时间装置、所述进气连续可变气门正时装置以及所述排气连续可变气门正时装置，
其中，所述多个控制区域包括：
当所述发动机负载小于第一预定负载时的第一控制区域；
当所述发动机负载大于或等于所述第一预定负载并小于第二预定负载时的第二控制区域；
当所述发动机负载大于或等于所述第二预定负载并小于第三预定负载时的第三控制区域；
当所述发动机负载大于或等于所述第二预定负载并且所述发动机转速大于或等于第一预定转速并小于第二预定转速时的第四控制区域；
当所述发动机负载大于或等于所述第三预定负载并且所述发动机转速小于所述第一预定转速时的第五控制区域；以及
当所述发动机负载大于或等于所述第三预定负载并且所述发动机转速大于或等于所述第二预定转速时的第六控制区域，
其中，在所述第一控制区域中，所述控制器将最大持续时间应用于所述进气门并通过所述排气门控制气门重叠，并且在所述第二控制区域中，所述控制器将所述最大持续时间应用于所述进气门和所述排气门，在所述第三控制区域中，所述控制器将进气门关闭正时和排气门关闭正时提前，在所述第四控制区域中，所述控制器使所述进气门关闭正时接近下止点，在所述第五控制区域中，所述控制器控制全开节气门以产生扫气，并且在所述第六控制区域中，所述控制器控制所述全开节气门和所述进气门关闭正时以减少爆震。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，在所述第一控制区域中，所述控制器将进气门打开正时、所述进气门关闭正时以及排气门打开正时控制为固定，并且所述控制器进一步控制所述排气门关闭正时以将所述排气门关闭正时设置为可持续燃烧稳定性内的最大值。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，在所述第二控制区域中，所述控制器将所述排气门关闭正时控制为随着所述发动机负载增大而延迟，使得所述排气门达到所述最大持续时间。
13.根据权利要求10所述的系统，其中，在所述第三控制区域中，当所述发动机转速小于预定转速时，所述控制器将所述进气门关闭正时提前到接近下止点，当所述发动机转速大于或等于所述预定转速时，所述控制器将所述进气门关闭正时提前到所述下止点之后。
14.根据权利要求10所述的系统，其中，在所述第三控制区域中，所述控制器将所述排气门关闭正时提前到接近上止点，同时保持排气门打开正时。
15.根据权利要求10所述的系统，其中，在所述第四控制区域中，所述控制器控制所述进气门关闭正时接近下止点并控制进气门打开正时和所述排气门关闭正时接近上止点。
16.根据权利要求10所述的系统，其中，在所述第五控制区域中，所述控制器将进气门打开正时提前到上止点之前以产生所述扫气，并将所述进气门关闭正时控制在下止点之后。
17.根据权利要求10所述的系统，其中，在所述第五控制区域中，所述控制器将排气门打开正时推迟到下止点之后以便减少排气的干扰，并将所述排气门关闭正时控制在上止点之后以维持催化剂温度。
18.根据权利要求10所述的系统，其中，在所述第六控制区域中，所述控制器将排气门打开正时提前到下止点之前以抑制排气泵出并降低增压压力，并且所述控制器控制所述排气门关闭正时接近上止点。
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