CN107620617B - 用于中间相连续可变气门正时系统稳定的控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于中间相位连续可变气门正时(CVVT)系统的稳定性的控制方法和系统，方法可包括将中间相位CVVT系统的油温与预定值进行比较，并且当油温低于预定值时，中断控制CVVT系统的操作，将发动机RPM与预定值进行比较，并且当发动机RPM低于预定值时，中断控制CVVT系统的操作，以及当控制CVVT系统的操作不中断时，将CVVT系统的操作电流与预定管理值A进行比较。

Description

用于中间相连续可变气门正时系统稳定的控制方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年7月13日提交的第10-2016-0088545号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。
技术领域
本发明的示例性实施例涉及用于控制中间相位连续可变气门正时(CVVT)系统的系统，并且涉及控制中间相位CVVT系统的方法以及涉及用于实现该方法的系统，其中防止CVVT系统的控制稳定性降低，并且防止由于响应延迟而引起发动机无法发动。
背景技术
为了提高车辆的燃料效率，减少废气，增加低速扭矩并增强车辆的输出，已经开发和使用了连续可变气门正时系统或凸轮轴相位器系统(在下文中称为CVVT系统)，该系统根据发动机的RPM来优化和控制打开或关闭发动机的进气门和排气门的正时。
近来，为了改善此类CVVT系统的性能，提供了中间相位连续可变气门正时系统(在下文称为中间相位CVVT系统)，该系统增强了系统的响应并扩大了凸轮操作区域。
在中间相位CVVT系统中，还通过减少由于进气门和排气门的重叠引起的泵送损失来增强提高燃料效率的效果。此外，根据发动机的条件，通过气门重叠优化，借助由于内部废气再循环(EGR)而使燃烧气体再燃烧来进一步提高废气减少的效果。另外，根据发动机条件，通过由于优化进气门的正时而增加体积效率来进一步增强低速扭矩增加和输出增强效果。因此，与CVVT系统相比，中间相位CVVT系统可改进提高燃料效率和减少废气的效果。
为了实现上述目的，在中间相位CVVT系统中，当实现用于克服目标凸轮值和当前凸轮值之间的差值的控制操作时，凸轮的位置被控制在中间相位而非控制在最大延迟角度(进气)或最大行进位置(排气)。因此，与CVVT系统相比，增强了系统的响应并可增加凸轮操作区域。
中间相位CVVT系统可通过精确控制具有增强响应的效果，但是在其中油温和发动机的RPM低的区域中，导致响应上的延迟。因此，精确控制是不可能的。
响应上的延迟主要发生在中间相位CVVT系统受控制时，其中开环响应时间(OLRT)为100°(曲柄角)/秒。本特征使得用于减少有害物质的排放效果的效率降低。
此外，存在的问题在于，当发动机的RPM过度变化时，导致发动机无法发动。
此外，中间相CVVT系统必须符合如下规定，在-10℃至130℃的油温范围和500RPM或以上的发动机RPM的条件下，必须满足性能保证。因此，在一定程度低速和高温条件下导致的响应延迟可能降低中间相位CVVT系统的性能保证的可靠性。
前述内容只是旨在帮助理解本发明的背景，并不旨在意为着本发明落入由本领域技术人员已知的相关领域的范围之内。
在本发明背景技术部分中所公开的信息仅为了增强对于本发明通用背景的理解，而不应认为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各种方面涉及提供可控制中间相位CVVT系统的用于中间相位CVVT系统的稳定性的控制方法和系统，其中防止由于中间相位CVVT系统的不稳定操作控制引起的发动机无法发动或点火失败，并确保中间相位CVVT系统的性能保证的可靠性。
本发明的其它方面和优点可通过以下描述来理解并且参考本发明的实施例而变得显而易见。而且，对于本发明所属领域的技术人员显而易见的是，本发明的目的和优点可通过所要求保护的手段和其组合来实现。
根据本发明的各种方面，提供用于中间相位连续可变气门正时(CVVT)系统的稳定性的控制方法，包括：将中间相位CVVT系统的油温与参考值进行比较，并且当油温低于参考值时，中断控制CVVT系统的操作；将发动机RPM与参考值进行比较，并且当发动机RPM低于参考值时，中断控制CVVT系统的操作；以及当控制CVVT系统的操作不中断时，将CVVT系统的操作电流与预定管理值A进行比较。
当CVVT系统的操作电流低于管理值A时，可输出与CVVT误差值对应的目标脉宽调制(PWM)占空比信号。
CVVT误差值可为目标CVVT值与当前CVVT值之间的差值。
当CVVT系统的操作电流大于管理值A时，CVVT系统的操作电流可与预定管理值B进行比较。当CVVT系统的操作电流低于管理值B时，可输出与CVVT系统的油温和操作电流对应的目标脉宽调制(PWM)占空比信号。
当CVVT系统的操作电流大于管理值B时，可确定已经发生故障，并且可中断控制CVVT系统的操作。
根据本发明的另一示例性实施例，提供用于中间相位连续可变气门正时(CVVT)系统的稳定性的控制方法，包括：将中间相位CVVT系统的操作电流与预定管理值C比较，并且当操作电流低于管理值C时，确定已经发生故障并中断控制CVVT系统的操作。
当中间相位CVVT系统的操作电流低于比管理值C低的管理值B时，可输出用于控制中间相位CVVT系统的目标脉宽调制(PWM)占空比信号。
根据本发明的另一示例性实施例，提供用于中间相位连续可变气门正时(CVVT)系统的稳定性的控制系统，包括：RPM测量装置，配置为测量发动机RPM；油温检测装置，配置为检测中间相位CVVT系统的油温；操作电流检测装置，配置为检测中间相位CVVT系统的操作电流；CVVT控制装置，配置为将由RPM测量装置测量的发动机RPM与参考值进行比较，将由油温检测装置检测到的油温与参考值进行比较，并将CVVT系统的操作电流与预定管理值进行比较。
当发动机RPM和油温分别超过参考值时，CVVT控制装置可将由操作电流检测装置测量的CVVT系统的操作电流与管理值A进行比较。
当CVVT系统的操作电流低于管理值A时，CVVT控制装置可输出与CVVT误差值对应的目标脉宽调制(PWM)占空比信号。
CVVT误差值可为目标CVVT值与当前CVVT值之间的差值。
当CVVT系统的操作电流大于管理值A时，CVVT控制装置可将CVVT系统的操作电流与管理值B进行比较。
当CVVT系统的操作电流低于管理值B时，可输出与CVVT系统的油温和操作电流对应的目标脉宽调制(PWM)占空比信号。
当CVVT系统的操作电流大于管理值B时，可确定已经发生故障，并且可中断控制CVVT系统的操作。
当CVVT系统的操作电流大于管理值B时，CVVT控制装置可将CVVT系统的操作电流与预定管理值C进行比较，并且当操作电流低于管理值C时，确定已经发生故障并中断控制CVVT系统的操作。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些将通过附图和具体实施方式而显而易见或在附图和具体实施方式中更具体地描述，该附图并入本文，并且该具体实施方式同时用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是概念性地示出根据本发明的示例性实施例的用于中间相位CVVT系统的稳定性的控制系统的示图。
图2A和图2B是用于根据本发明的示例性实施例的用于中间相位CVVT系统的稳定性的控制方法的算法。
应当理解，附图未必按比例绘制，以便呈现说明本发明基本原理的各种特征的一定程度的简化表示。本文所公开的本发明具体设计特征(包括例如具体尺寸、取向、位置和形状)将部分通过特定预期应用和使用环境而确定。
在附图中，贯穿附图的几个图中，参考标号是指本发明的相同或等同部件。
具体实施方式
现将具体参考本发明的各种实施例，其示例在附图中示出并且在下文进行描述。虽然本发明将结合示例性实施例进行描述，但应当理解，本说明书不意图将本发明限制于这些示例性实施例。相反，本发明不仅旨在涵盖示例性实施例，而且也涵盖可包括在由随附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替代物、变型、等同物和其它实施例。
应当理解，当包括层、膜、区域或板的元件被称为在另一元件“上方”时，其可“直接位于另一元件上方”或者还可存在中间元件。
相比之下，当元件被称为“直接位于另一元件上方”时，不存在中间元件。另外，应当理解，当元件被称为“完全”形成在另一元件上时，其可形成在另一元件的整个表面(或整体的表面)上，或者不可能形成在另一元件的边缘的一部分处。
图1是概念性地示出根据本发明的示例性实施例的用于中间相位CVVT系统的稳定性的控制系统的示图，图2A和图2B是根据本发明的示例性实施例的用于中间相位CVVT系统的稳定性的控制方法的算法。
在下文中，将参考图1和图2A、图2B描述根据本发明的示例性实施例的中间相位CVVT稳定性控制方法和系统。
在根据本发明的示例性实施例的中间相位CVVT稳定性控制方法和系统中，监测中间相位CVVT系统的操作电流，使得操作电流被控制在预定范围内，从而可提高稳定性。此外，根据某些条件，可中断CVVT控制。以本方式，可稳定控制CVVT系统。
首先，中间相位CVVT系统中的油温与参考值进行比较(S10)。
通过油温检测装置20检测油的温度。与检测到的油温有关的信息被发送到CVVT控制装置50。CVVT控制装置将油温与参考值进行比较。
CVVT控制装置50可单独配置，并且配置为控制发动机等的现有电子控制单元(ECU)可用作CVVT控制装置50。
当油温低于参考值时，中断CVVT控制，使得可防止CVVT系统被不稳定地控制，并且系统可符合性能保证。
油温的参考值约为-10℃并且为油温的最小参考值。
此外，CVVT控制装置50接收由发动机RPM测量装置10测量的RPM信息并将RPM信息与RPM参考值进行比较(S20)。结果，当RPM低于参考值时，CVVT系统的控制被中断(S30)。
本步骤也是使得CVVT系统可被稳定地控制且符合性能保证成为可能的控制操作。RPM的参考值约为500RPM，并且本值为RPM的最小参考值。
未明确限定相应步骤S10和S20的油温和RPM比较和确定操作的顺序，并且可首先进行步骤S20，或者可同时进行步骤S10和步骤S20。
作为步骤S10和S20的结果，当油温和发动机RPM分别超过参考值并满足条件时，进行中间相位CVVT控制操作。
根据本发明的示例性实施例的系统设置有操作电流检测装置30。操作电流检测装置30检测中间相位CVVT系统40的操作电流并将其发送至CVVT控制装置50。CVVT控制装置50将接收到的操作电流与预定管理值A进行比较(S40)。
作为比较的结果，当CVVT操作电流低于管理值A时，输出与CVVT误差值对应的目标脉宽调制(PWM)占空比信号，以控制中间相位CVVT系统(S53)。
即，其中操作电流低于管理值A的情况是指其中当前CVVT值(即，当前凸轮相位)未达到目标CVVT值(即，目标凸轮相位)的情况。这些值之间的差值被确定为CVVT误差值(S51)。响应于本误差值，输出与数据存储表A对应的目标PWM占空比信号，由此将输出信号发送至油流量控制阀(OCV)，以控制中间相位CVVT系统。
目标凸轮相位于当前凸轮相位之间发生这种差值意味着在发动机的初始启动之后经过了预定时间。在本情况下，控制操作对应于基于时间的相位控制操作。
另一方面，在其中CVVT操作电流大于管理值A的情况下，CVVT控制装置50将操作电流与预定管理值B进行比较(S52)。当操作电流低于管理值B时，输出与当前油温和CVVT操作电流对应的目标PWM占空比信号，使得输出信号被发送至OCV以控制中间相位CVVT系统(S61)。
本情况涉及其中当前CVVT值未达到目标CVVT值的情况，与步骤S53的情况不同。在本情况下，根据包括操作电流和油温的变量，输出与数据存储表B对应的目标PWM占空比信号，由此可控制CVVT系统。
在本情况下，目标凸轮相位与当前凸轮相位之间没有差值。本实例是指发动机的初始启动状态或空闲状态。在本情况下，控制操作对应于基于电流的相位控制操作。
在上述正常中间相位CVVT控制操作中，根据上述确定的结果，在基于时间的相位控制操作和基于电流的相位控制操作之间切换。
然而，当CVVT操作电流大于管理值B时，CVVT控制装置50将操作电流与预定管理值C进行比较(S62)。作为比较的结果，当CVVT操作电流低于管理值C时，确定CVVT系统已经失灵(S70)。因此，生成故障代码，并且代码被记录和存储。CVVT控制操作立即中断(S80)。
因此，监视CVVT系统的操作电流，并且然后将其控制在预定范围内。另外，CVVT系统被配置，其中当操作电流过高时，CVVT控制操作中断。以本方式，可稳定控制CVVT系统。
另外，CVVT系统被控制，其中当超出性能保证范围时，CVVT控制操作也被中断。因此，可确保系统的可靠性。
因此，本发明还可防止包括由于CVVT系统的操作的不稳定控制引起的发动机无法发动或点火失败的事件。
在用于中间相位CVVT系统的稳定性的本控制方法和系统中，CVVT系统被控制，其中当油温和发动机RPM不满足参考值时，相位控制被中断。因此，可满足中间相位CVVT系统的性能保证。
此外，通过中间相位CVVT系统的操作电流的反馈，只有当对应值低于管理值A或低于管理值B时，即使对应值高于管理值A，CVVT相位控制操作也是可能的，并且当该值超过管理值B但不超过管理值C时，立即确定已经发生故障，并且中断控制操作。
因此，可防止发动机短路或点火失败。
因此，CVVT系统的操作电流被控制在预定范围内，由此可确保CVVT系统的稳定性。
为了方便在随附权利要求中的解释和精确定义，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“在前面”、“在后面”“后面的”、“在…内”、“在…外”、“在内部”、“在外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”和“向后”用于参考在附图中显示的特征的位置描述示例性实施例的这些特征。
已经为了说明和描述的目的呈现了本发明的具体示例性实施例的前述描述。它们并非旨在详尽或限制本发明于所公开的精确形式，并且按照上面教导，许多修改和变型明显是可能的。示例性实施例被选择和描述以便解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使得本领域技术人员可作出及利用本发明的各种示例性实施例及其各种变型和修改。本发明的范围由随附于此的权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种用于中间相位连续可变气门正时系统的稳定性的控制方法，包括：
将所述中间相位连续可变气门正时系统的油温与预定值进行比较，并且当所述油温低于预定值时，中断控制所述连续可变气门正时系统的操作；
将发动机RPM与预定值进行比较，并且当所述发动机RPM低于预定值时，中断控制所述连续可变气门正时系统的操作；以及
当控制所述连续可变气门正时系统的操作不中断时，将所述连续可变气门正时系统的操作电流与预定管理值A进行比较。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，当所述连续可变气门正时系统的操作电流低于所述管理值A时，输出与连续可变气门正时误差值对应的目标脉宽调制(PWM)占空比信号。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述连续可变气门正时误差值为目标连续可变气门正时值与当前连续可变气门正时值之间的差值。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其中，当所述连续可变气门正时系统的操作电流大于所述管理值A时，将所述连续可变气门正时系统的操作电流与预定管理值B进行比较。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其中，当所述连续可变气门正时系统的操作电流低于所述管理值B时，输出与所述连续可变气门正时系统的油温和操作电流对应的目标脉宽调制(PWM)占空比信号。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其中，当所述连续可变气门正时系统的操作电流大于所述管理值B时，所述控制方法配置为确定已经发生故障，并且中断控制所述连续可变气门正时系统的操作。
7.一种用于中间相位连续可变气门正时系统的稳定性的控制系统，包括：
RPM测量装置，配置为测量发动机RPM；
油温检测装置，配置为检测所述中间相位连续可变气门正时系统的油温；
操作电流检测装置，配置为检测所述中间相位连续可变气门正时系统的操作电流；以及
连续可变气门正时控制装置，配置为将由所述RPM测量装置测量的发动机RPM与预定值进行比较，将由所述油温检测装置检测到的油温与预定值进行比较，并将所述连续可变气门正时系统的操作电流与预定管理值进行比较。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其中，当所述发动机RPM和所述油温分别超过预定值时，所述连续可变气门正时控制装置配置为将由所述操作电流检测装置测量的连续可变气门正时系统的操作电流与管理值A进行比较。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中，当所述连续可变气门正时系统的操作电流低于所述管理值A时，所述连续可变气门正时控制装置输出与连续可变气门正时误差值对应的目标脉宽调制(PWM)占空比信号。
10.根据权利要求9所述的控制系统，其中，所述连续可变气门正时误差值为目标连续可变气门正时值与当前连续可变气门正时值之间的差值。
11.根据权利要求8所述的控制系统，其中，当所述连续可变气门正时系统的操作电流大于所述管理值A时，所述连续可变气门正时控制装置配置为将所述连续可变气门正时系统的操作电流与管理值B进行比较。
12.根据权利要求11所述的控制系统，其中，当所述连续可变气门正时系统的操作电流低于所述管理值B时，输出与所述连续可变气门正时系统的油温和操作电流对应的目标脉宽调制(PWM)占空比信号。
13.根据权利要求11所述的控制系统，其中，当所述连续可变气门正时系统的操作电流大于所述管理值B时，所述控制系统配置为确定已经发生故障，并且中断控制所述连续可变气门正时系统的操作。
14.根据权利要求11所述的控制系统，其中，当所述连续可变气门正时系统的操作电流大于所述管理值B时，所述连续可变气门正时控制装置配置为将所述连续可变气门正时系统的操作电流与预定管理值C进行比较，配置为当所述操作电流低于所述管理值C时确定已经发生故障，并且中断控制所述连续可变气门正时系统的操作。
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