CN112324578B - 一种用于车辆的可变气门正时系统的控制方法和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆的可变气门正时系统的控制方法和控制系统，涉及车辆的发动机技术领域。控制方法包括：采集所述车辆的当前所处环境的大气压力、所述车辆的机油温度和机油压力；判断所述大气压力是否小于预设压力值；若所述大气压力小于所述预设压力值，则判断所述机油温度是否小于预设温度值；若所述机油温度小于所述预设温度值，则判断所述机油压力是否大于所述可变气门正时系统的解锁压力；若所述机油压力大于所述解锁压力，则开启所述可变气门正时系统。本发明提供的控制方法可以维持发动机在高原环境下怠速。

Description

一种用于车辆的可变气门正时系统的控制方法和控制系统

技术领域

本发明涉及车辆的发动机技术领域，特别是涉及一种用于车辆的可变气门正时系统的控制方法和控制系统。

背景技术

可变气门正时技术(VVT：Variable Valve Timing)，即在特定发动机工况下，通过控制进气门开启角度提前来调节进气量和改变气门重叠角的大小，来实现增大进气量和效率，获得发动机功率、扭矩、排放、燃油经济性的改善，从而解决固定配气相位发动机的各项性能指标之间相互制约的技术矛盾。VVT按驱动类型可以分为液压VVT和电动VVT，电动VVT可随时工作，液压VVT需要达到一定的油压才能工作。液压VVT工作原理是：ECU控制机油控制阀(OCV：Oil Control Valve)改变油路中机油的流向相位调节器，从而调节凸轮轴的正时角度。液压VVT不工作时为基准位置(不启动VVT)，工作时调节到控制位置(启动VVT)。

近年来，为改善油耗，出现了大量搭载小排量涡轮增压发动机的量产车型。在怠速等低转速区间涡轮增压无法帮助提升扭矩。在高原条件下，各发动机附件、液力变矩器负载加载后可能有无法维持怠速的问题。为解决此问题有两个角度：

1.减小发动机负载：比如断开空调、电器负载，但会牺牲用户体验。

2.提高发动机扭矩：有两种方法，提高怠速和启动VVT。提高怠速是常用的方法，但过高的怠速会带来NVH、油耗、蠕行车速变快等问题。

发明内容

本发明第一方面的目的是提供一种通过控制可变气门正时系统来维持发动机在高原环境下怠速的方法。

本发明第二方面的目的是提供一种通过控制可变气门正时系统来维持发动机在高原环境下怠速的系统。

根据上述第一方面，本发明提供了一种用于车辆的可变气门正时系统的控制方法，包括：

采集所述车辆的当前所处环境的大气压力、所述车辆的机油温度和机油压力；

判断所述大气压力是否小于预设压力值；

若所述大气压力小于所述预设压力值，则判断所述机油温度是否小于预设温度值；

若所述机油温度小于所述预设温度值，则判断所述机油压力是否大于所述可变气门正时系统的解锁压力；

若所述机油压力大于所述解锁压力，则开启所述可变气门正时系统。

可选的，判断所述机油压力是否大于所述解锁压力之后还包括：

若所述机油压力小于等于所述解锁压力，则提升所述车辆的发动机的怠速转速。

可选的，提升所述车辆的发动机的怠速转速之前包括：

判断所述发动机的怠速功能是否开启；

若是，提升所述车辆的发动机的怠速转速。

可选的，提升所述车辆的发动机的怠速转速之后包括：

判断所述机油压力是否大于所述解锁压力；

若是，则开启所述可变气门正时系统。

可选的，所述预设压力值为50-80KPa。

可选的，所述预设温度值为80-140℃。

根据上述第二方面，本发明还提供了一种用于车辆的可变气门正时系统的控制系统，包括：

采集单元，用于采集所述车辆的当前所处环境的大气压力、所述车辆的机油温度和机油压力；

判断单元，用于判断所述大气压力是否小于预设压力值，若所述大气压力小于所述预设压力值，则判断单元还用于判断所述机油温度是否小于预设温度值，若所述机油温度小于所述预设温度值，则判断单元还用于判断所述机油压力是否大于所述可变气门正时系统的解锁压力；

控制单元，用于在所述机油压力大于所述解锁压力时控制所述可变气门正时系统开启。

可选的，所述控制单元还用于在所述机油压力小于等于所述解锁压力时提升所述车辆的发动机的怠速转速。

可选的，所述判断单元还用于在提升所述车辆的发动机的怠速转速之前判断所述发动机的怠速功能是否开启；

所述控制单元还用于在所述发动机的怠速功能开启时提升所述车辆的发动机的怠速转速。

可选的，所述判断单元还用于在提升所述车辆的发动机的怠速转速之后判断所述机油压力是否大于所述解锁压力；

所述控制单元还用于在所述机油压力大于所述解锁压力时控制所述可变气门正时系统开启。

本发明提供的用于车辆的可变气门正时系统的控制方法首先通过采集大气压力判断车辆当前是否处在高原环境，当大气压力小于预设压力值时，判定为车辆当前处在高原环境，接着判断车辆的机油温度是否小于预设温度值，是，则进一步判断机油压力是否大于可变气门正时系统的解锁压力(此处的VVT为液压VVT，其需要一定的机油压力才能解锁启动)，最后，若机油压力大于解锁压力，VVT请求标志位变为1，控制VVT开启。在高原环境中，发动机的怠速能力衰减，需要提升，通过判断高原环境，启动VVT来增加发动机怠速能力，可以维持发动机在高原环境下的怠速，避免了现有技术单纯通过提高怠速转速和切断空调等策略带来的负面问题。

进一步地，在高原环境下，VVT启动，提前进气门正时(IVC)，可以维持发动机的怠速转速。高原大气压较低，空气稀薄，提前IVC可以避免暴震、早燃的问题，并不会引发新的问题。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是发动机怠速时进气门正时对应扭矩大小的示意图；

图2是液压VVT中各油温下的执行油压和怠速转速的关系图；

图3是根据本发明一个实施例的用于车辆的可变气门正时系统的控制方法的流程框图；

图4是怠速VVT激活后提升发动机扭矩效果；

图5是发动机控制时序图；

图6是根据本发明一个实施例的用于车辆的可变气门正时系统的控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是发动机怠速时进气门正时对应扭矩大小的示意图。如图1所示，高海拔条件下相同怠速转速发动机扭矩明显下降，在图1的○位置，发动机产生的扭力小于负载扭力，无法维持怠速，而提高怠速转速可以提高发动机扭矩。在不增加怠速转速的情况下，加大进气提前角可明显提高发动机扭矩。

但平原条件下，通常怠速时不启动VVT，怠速时增加气门重叠角可能会出现爆震、早燃等问题，也是不利于怠速油耗。本专利的VVT控制策略是，判断满足高原条件，启动VVT增加发动机扭矩，而避免单纯提高怠速转速和切断空调等策略带来的负面问题。进一步地，电动VVT可随时开启，而液压VVT需要一定的解锁油压才能启动。因此在怠速时开启VVT需要一定怠速转速。

图2是液压VVT中各油温下的执行油压和怠速转速的关系图。如图2所示，VVT执行油压和转速、油温密切相关。转速越高、油温越低，油压越大。假设VVT可启动油压为45Mpa，当高油温为140℃时，发动机转速需大于850rpm。

基于此，本发明提供了一种用于车辆的可变气门正时系统的控制方法。图3是根据本发明一个实施例的用于车辆的可变气门正时系统的控制方法的流程框图。如图3所示，控制方法一般性地包括：

S10：采集车辆的当前所处环境的大气压力、车辆的机油温度和机油压力；

S20：判断大气压力是否小于预设压力值；

S30：若大气压力小于预设压力值，则判断机油温度是否小于预设温度值；

S40：若机油温度小于预设温度值，则判断机油压力是否大于可变气门正时系统的解锁压力；

S50：若机油压力大于解锁压力，则开启可变气门正时系统。

本实施例提供的用于车辆的可变气门正时系统的控制方法首先通过采集大气压力判断车辆当前是否处在高原环境，当大气压力小于预设压力值时，判定为车辆当前处在高原环境，接着判断车辆的机油温度是否小于预设温度值，是，则进一步判断机油压力是否大于可变气门正时系统的解锁压力(此处的VVT为液压VVT，其需要一定的机油压力才能解锁启动)，最后，若机油压力大于解锁压力，VVT请求标志位变为1，控制VVT开启。在高原环境中，发动机的怠速能力衰减，需要提升，通过判断高原环境，启动VVT来增加发动机怠速能力，可以维持发动机在高原环境下的怠速，避免了现有技术单纯通过提高怠速转速和切断空调等策略带来的负面问题。

图4是怠速VVT激活后提升发动机扭矩效果。如图4所示，通过判断高原条件(大气压条件)和油温条件，在需要时控制怠速转速机油压力能够达到解锁油压，启动VVT到控制位置，提升发动机扭矩，提高怠速能力。在高原也无需切断空调、牺牲空调性能即可维持怠速。

进一步地，图4中○所示部分示出了，在高原环境下，VVT启动，提前进气门正时(IVC)，可以维持发动机的怠速转速。高原大气压较低，空气稀薄，提前IVC可以避免暴震、早燃的问题，并不会引发新的问题。

继续参见图3，在一个优选的实施例中，判断机油压力是否大于解锁压力之后还包括：

S41：若机油压力小于等于解锁压力，则提升车辆的发动机的怠速转速。

在实际操作过程中，较难出现机油压力小于等于解锁压力的情况，但是即便在特殊情况下，出现了机油压力小于等于解锁压力的情况，也可以通过采用提升发动机的怠速转速来解决车辆在高原环境下怠速能力差的问题。

图5为发动机控制时序图，其中虚线部分表示需要提升发动机的怠速转速。

在一个具体的实施例中，提升车辆的发动机的怠速转速之前包括：

判断发动机的怠速功能是否开启；

若是，提升车辆的发动机的怠速转速。

在本实施例中，在发动机系统中设置控制怠速功能开启和关闭程序，该程序可以在人为或车辆自动操作下控制怠速功能的开启和关闭，若将怠速功能关闭则无法提升车辆发动机的怠速转速，若将怠速功能开启则可以提升车辆发动机的怠速转速。因此，可以根据车辆的实际情况开启和关闭怠速功能，例如，当车辆即便执行提升怠速转速也不会带来NVH、油耗和蠕行车速变快等问题时，可以开启怠速功能，当提升怠速转速会带来上述问题时可以关闭怠速功能，如此，便可避免车辆因过高怠速带来的问题。

在一个更为具体的实施例中，提升车辆的发动机的怠速转速之后包括：

判断机油压力是否大于解锁压力；

若是，则开启可变气门正时系统。

在本实施例中，在车辆发动机的怠速转速提升的过程中，实时采集并判断机油压力是否大于解锁压力，若是，则开启VVT，如此，可以最大程度地减少怠速转速提升的幅度，也就可以在一定程度上避免过高怠速转速带来的问题。

在一个进一步的实施例中，预设压力值为50-80Kpa。优选的，预设压力值为60Kpa。

在一个进一步的实施例中，预设温度值为80-140℃。优选的，预设温度值为120℃。

图6是根据本发明一个实施例的用于车辆的可变气门正时系统的控制系统的结构框图。如图6所示，本发明还提供了一种用于车辆的可变气门正时系统的控制系统，其一般性地包括采集单元10、判断单元20和控制单元30。采集单元10用于采集车辆的当前所处环境的大气压力、车辆的机油温度和机油压力。判断单元20用于判断大气压力是否小于预设压力值，若大气压力小于预设压力值，则判断单元20还用于判断机油温度是否小于预设温度值，若机油温度小于预设温度值，则判断单元20还用于判断机油压力是否大于可变气门正时系统的解锁压力。控制单元30用于在机油压力大于解锁压力时控制可变气门正时系统开启。

本实施例提供的用于车辆的可变气门正时系统的控制系统首先通过采集大气压力判断车辆当前是否处在高原环境，当大气压力小于预设压力值时，判定为车辆当前处在高原环境，接着判断车辆的机油温度是否小于预设温度值，是，则进一步判断机油压力是否大于可变气门正时系统的解锁压力(此处的VVT为液压VVT，其需要一定的机油压力才能解锁启动)，最后，若机油压力大于解锁压力，VVT请求标志位变为1，控制VVT开启。在高原环境中，发动机的怠速能力衰减，需要提升，通过判断高原环境，启动VVT来增加发动机怠速能力，可以维持发动机在高原环境下的怠速，避免了现有技术单纯通过提高怠速转速和切断空调等策略带来的负面问题。

在一个优选的实施例中，控制单元30还用于在机油压力小于等于解锁压力时提升车辆的发动机的怠速转速。

在实际操作过程中，较难出现机油压力小于等于解锁压力的情况，但是即便在特殊情况下，出现了机油压力小于等于解锁压力的情况，也可以通过采用提升发动机的怠速转速来解决车辆在高原环境下怠速能力差的问题。

在一个具体的实施例中，判断单元20还用于在提升车辆的发动机的怠速转速之前判断发动机的怠速功能是否开启，控制单元30还用于在发动机的怠速功能开启时提升车辆的发动机的怠速转速。

在本实施例中，在发动机系统中设置控制怠速功能开启和关闭程序，该程序可以在人为或车辆自动操作下控制怠速功能的开启和关闭，若将怠速功能关闭则无法提升车辆发动机的怠速转速，若将怠速功能开启则可以提升车辆发动机的怠速转速。因此，可以根据车辆的实际情况开启和关闭怠速功能，例如，当车辆即便执行提升怠速转速也不会带来NVH、油耗和蠕行车速变快等问题时，可以开启怠速功能，当提升怠速转速会带来上述问题时可以关闭怠速功能，如此，便可避免车辆因过高怠速带来的问题。

在一个更为具体的实施例中，判断单元20还用于在提升车辆的发动机的怠速转速之后判断机油压力是否大于解锁压力，控制单元30还用于在机油压力大于解锁压力时控制可变气门正时系统开启。

在本实施例中，在车辆发动机的怠速转速提升的过程中，实时采集并判断机油压力是否大于解锁压力，若是，则开启VVT，如此，可以最大程度地减少怠速转速提升的幅度，也就可以在一定程度上避免过高怠速转速带来的问题。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种用于车辆的可变气门正时系统的控制方法，其特征在于，包括：

采集所述车辆的当前所处环境的大气压力、所述车辆的机油温度和机油压力；

判断所述大气压力是否小于预设压力值；

若所述大气压力小于所述预设压力值，则判断所述机油温度是否小于预设温度值；

若所述机油温度小于所述预设温度值，则判断所述机油压力是否大于所述可变气门正时系统的解锁压力；

若所述机油压力小于等于所述解锁压力，则提升所述车辆的发动机的怠速转速；

若所述机油压力大于所述解锁压力，则开启所述可变气门正时系统。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，提升所述车辆的发动机的怠速转速之前包括：

判断所述发动机的怠速功能是否开启；

若是，提升所述车辆的发动机的怠速转速。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，提升所述车辆的发动机的怠速转速之后包括：

判断所述机油压力是否大于所述解锁压力；

若是，则开启所述可变气门正时系统。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设压力值为50-80KPa。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设温度值为80-140℃。

6.一种用于车辆的可变气门正时系统的控制系统，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集所述车辆的当前所处环境的大气压力、所述车辆的机油温度和机油压力；

判断单元，用于判断所述大气压力是否小于预设压力值，若所述大气压力小于所述预设压力值，则判断单元还用于判断所述机油温度是否小于预设温度值，若所述机油温度小于所述预设温度值，则判断单元还用于判断所述机油压力是否大于所述可变气门正时系统的解锁压力；

控制单元，用于在所述机油压力大于所述解锁压力时控制所述可变气门正时系统开启；

所述控制单元还用于在所述机油压力小于等于所述解锁压力时提升所述车辆的发动机的怠速转速。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述判断单元还用于在提升所述车辆的发动机的怠速转速之前判断所述发动机的怠速功能是否开启；

所述控制单元还用于在所述发动机的怠速功能开启时提升所述车辆的发动机的怠速转速。

8.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述判断单元还用于在提升所述车辆的发动机的怠速转速之后判断所述机油压力是否大于所述解锁压力；

所述控制单元还用于在所述机油压力大于所述解锁压力时控制所述可变气门正时系统开启。

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