DE102016121185A1 - System und Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer - Google Patents

System und Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer bereit, welches aufweist: Klassifizieren (S100) einer Mehrzahl von Steuerbereichen abhängig von einer Motordrehzahl und einer Motorlast, Anwenden (S120) in einem ersten Steuerbereich einer Maximaldauer für ein Einlassventil und einer lange Dauer für ein Auslassventil, Beibehalten (S140) in einem zweiten Steuerbereich einer maximalen Ventilüberlappung, Vorverlegen (S160) in einem dritten Steuerbereich einer Einlassventil-Schließsteuerzeit (IVC) und einer Auslassventil-Schließsteuerzeit (EVC), Anwenden in einem vierten Steuerbereich einer kurzen Dauer für das Auslassventil und Steuern der IVC zu einem unteren Totpunkt (BDC), Steuern in einem fünften Steuerbereich einer Drosselklappe, um vollständig geöffnet zu sein, und Steuern der IVC auf einen Winkel nach dem BDC und Anwenden in einem sechsten Steuerbereich der langen Dauer für das Auslassventil und Steuern der IVC, um ein Klopfen zu verhindern.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldung
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0177463 , eingereicht am 11. Dezember 2015, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mitaufgenommen ist.
  • Gebiet der Offenbarung/Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit (z.B. eines Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkts eines Einlass- und/oder Auslassventils) eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer (z.B. eines Motors mit kontinuierlich-variabel einstellbarer Ventilöffnungsdauer, z.B. eines Verbrennungsmotors).
  • Beschreibung der bezogenen Technik
  • Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bereit, welche die vorliegende Offenbarung/Erfindung betreffen, und müssen keine bezogene Technik bilden.
  • Ein Verbrennungsmotor verbrennt ein Gasgemisch, in welchem Kraftstoff und Luft mit einem vorbestimmten Verhältnis gemischt sind, durch einen festgelegten Zündungsmodus, um unter Verwendung des Explosionsdrucks Leistung zu erzeugen.
  • Im Allgemeinen ist eine Nockenwelle durch eine Steuerzeitriemen angetrieben, welcher mit einer Kurbelwelle verbunden ist, die eine Linearbewegung eines Kolbens durch den Explosionsdruck in eine Drehbewegung umwandelt, um ein Einlassventil und ein Auslassventil zu betätigen, und, während das Einlassventil geöffnet ist, wird Luft in eine Brennkammer eingelassen (z.B. eingesaugt), und, während das Auslassventil geöffnet ist, wird Gas ausgestoßen, welches in der Brennkammer verbrannt worden ist.
  • Bei den Betätigungen des Einlass- und des Auslassventils, nur wenn ein Ventilhub und eine Ventilöffnungs- /Ventilschließzeit (Steuerzeit) gemäß einer Drehzahl oder einer Last eines Motors gesteuert werden, kann eine verbesserte Motorleistungsfähigkeit sichergestellt werden. Deshalb wurden eine Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (CVVD-Vorrichtung), die eine Öffnungsdauer eines Einlassventils und eines Auslassventils des Motors steuert, und eine Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung (CVVT-Vorrichtung) entwickelt, welche eine Öffnungssteuerzeit und eine Schließsteuerzeit des Einlassventils und des Auslassventils des Motors steuert.
  • Die CVVD-Vorrichtung stellt eine Öffnungsdauer (Öffnungszeitdauer) des Ventils ein. Darüber hinaus verlegt die CVVT-Vorrichtung eine(n) Öffnungs- und Schließsteuerzeit(punkt) des Ventils vor oder verzögert diese in einem Zustand, in welchem die (z.B. Öffnungs-)Dauer des Ventils (z.B. vorbestimmt) festgelegt ist. Mit anderen Worten, wenn die Öffnungssteuerzeit des Ventils bestimmt ist, ist die Schließsteuerzeit gemäß der (z.B. Öffnungs-)Dauer des Ventils automatisch bestimmt.
  • Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrundabschnitt offenbart sind, dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung/Erfindung und können deshalb Informationen enthalten, die keinen Stand der Technik bilden, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
  • Weitere Anwendungsgebiete werden von der hier bereitgestellten Beschreibung deutlich werden. Es sollte klar sein, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur der Darstellung dienen und nicht gedacht sind, um den Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zu beschränken.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung/Erfindung stellt ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit (z.B. eines Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkts) eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer (z.B. eines Motors mit kontinuierlich-variabel einstellbarer Ventilöffnungsdauer, z.B. ein Verbrennungsmotor) bereit, welche gleichzeitig die Dauer (z.B. die Öffnungs- und/oder Schließdauer, z.B. eine Dauer, während welcher das Ventil geöffnet bzw. geschlossen ist) und die Steuerzeit eines kontinuierlich-variablen Ventils steuern durch Verwenden einer Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung an einer Einlassventilseite (z.B. einer Vorrichtung, welche eine Ventilöffnungsdauer eines Einlassventils kontinuierlich-variabel ändert) und durch Verwenden einer zweistufigen Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (z.B. einer Vorrichtung, welche eine Ventilöffnungsdauer zweistufig-variabel ändert) und einer Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung an einer Auslassventilseite (z.B. einer Vorrichtung, welche eine Ventilsteuerzeit eines Auslassventils kontinuierlich-variabel verändert) eines Turbomotors.
  • Ein Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Turbomotors, welcher mit einer Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (CVVD-Vorrichtung oder kurz: CVVD) an einem Einlass (z.B. einem Einlassventil) und mit einer zweistufigen Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (VVD-Vorrichtung oder kurz: VVD) und einer Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung (CVVT-Vorrichtung oder kurz: CVVT) an einem Auslass (z.B. einem Auslassventil) bereitgestellt ist, kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung aufweisen: Klassifizieren einer Mehrzahl von Steuerbereichen abhängig von einer Motorlast und einer Motordrehzahl, in einem ersten Steuerbereich Anwenden einer Maximaldauer (z.B. einer Maximalöffnungsdauer) für ein Einlassventil und einer langen Dauer (z.B. einer langen Öffnungsdauer) für ein Auslassventil, in einem zweiten Steuerbereich Anwenden der Maximaldauer für das Einlassventil, Anwenden der langen Dauer für das Auslassventil und Beibehalten einer maximalen Ventilüberlappung, in einem dritten Steuerbereich Anwenden der langen Dauer für das Auslassventil und Vorverlegen einer Einlassventil-Schließsteuerzeit (IVC) und einer Auslassventil-Schließsteuerzeit (EVC), in einem vierten Steuerbereich Anwenden einer kurzen Dauer (z.B. einer kurzen Öffnungsdauer) für das Auslassventil und Steuern der IVC, um sich nahe zu einem unteren Totpunkt (BDC) zu befinden, in einem fünften Steuerbereich Steuern einer Drosselklappe, um voll geöffnet zu sein, Anwenden der kurzen Dauer für das Auslassventil und Steuern der IVC auf einen Winkel nach dem BDC, und in einem sechsten Steuerbereich Steuern der Drosselklappe, um voll geöffnet zu sein, Anwenden der langen Dauer für das Auslassventil und Steuern der IVC, um ein Klopfen zu reduzieren.
  • Beispielsweise kann im ersten Steuerbereich die EVC als ein Maximalwert festgelegt sein, welcher in der Lage ist, eine Verbrennungsstabilität beizubehalten.
  • Zum Beispiel kann im zweiten Steuerbereich die maximale Ventilüberlappung beibehalten werden durch Verzögern der EVC gemäß einem Anstieg der Motorlast.
  • Zum Beispiel kann im dritten Steuerbereich die IVC vorverlegt werden, um sich nahe zu einem unteren Totpunkt (BDC) zu befinden, wenn die Motordrehzahl geringer ist als eine vorbestimmte Drehzahl, und kann die IVC vorverlegt werden auf einen Winkel nach dem BDC, wenn die Motordrehzahl gleich oder größer ist als die vorbestimmte Drehzahl.
  • Beispielsweise kann im vierten Steuerbereich die EVC gesteuert werden, um sich nahe zu einem oberen Totpunkt (TDC) zu befinden, um die Überlappung zu reduzieren.
  • Beispielsweise kann im fünften Steuerbereich eine Auslassventil-Öffnungssteuerzeit (EVO) verzögert werden, um eine Auslassinterferenz zu reduzieren, und kann die EVC auf einen Winkel nach dem TDC gesteuert werden, um eine Katalysatortemperatur beizubehalten.
  • Beispielsweise kann im sechsten Steuerbereich die EVO auf einen Winkel nach dem BDC vorverlegt werden und kann die EVC gesteuert werden, um sich nahe zum TDC zu befinden, um ein Auslasspumpen (z.B. ein Schwingen einer Abgassäule) zu unterbinden oder zu verhindern.
  • Ein System zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer, welcher einen Turbolader aufweist, kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung aufweisen: eine Datenerfassungsvorrichtung, welche Daten erfasst, die einen Betriebszustand (z.B. Fahrzustand) eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs) betreffen, einen Nockenwellenpositionssensor, welcher eine Position einer Nockenwelle (z.B. einen Nockenwellendrehwinkel) erfasst, eine Einlass-Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (Einlass-CVVD-Vorrichtung oder kurz: Einlass-CVVD), welche eine Öffnungsdauer eines Einlassventils des Motors (z.B. kontinuierlich-variabel) steuert, eine zweistufige Auslass-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (Auslass-VVD-Vorrichtung oder kurz: Auslass-VVD), welche eine Öffnungsdauer eines Auslassventils des Motors (z.B. variabel) in zwei Stufen steuert, eine Auslass-Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung (Auslass-CVVT-Vorrichtung oder kurz: Auslass-CVVT), welche eine Öffnungssteuerzeit und eine Schließsteuerzeit des Auslassventils (z.B. kontinuierlich-variabel) steuert, und eine Steuerungsvorrichtung, welche eine Mehrzahl von Steuerbereichen abhängig von einer Motordrehzahl und einer Motorlast basierend auf Signalen von der Datenerfassungsvorrichtung und vom Nockenwellenpositionssensor klassifiziert und welche Betätigungen der Einlass-CVVD-Vorrichtung, der zweistufigen Auslass-VVD-Vorrichtung und der Auslass-CVVT-Vorrichtung gemäß den Steuerbereichen steuert, wobei die Steuerungsvorrichtung in einem ersten Steuerbereich eine Maximaldauer (z.B. eine Maximalöffnungsdauer) für das Einlassventil anwendet und eine lange Dauer (z.B. eine lange Öffnungsdauer) für das Auslassventil anwendet, in einem zweiten Steuerbereich die Maximaldauer für das Einlassventil anwendet, die lange Dauer für das Auslassventil anwendet und eine maximale Ventilüberlappung beibehält, in einem dritten Steuerbereich die lange Dauer für das Auslassventil anwendet und eine Einlassventil-Schließsteuerzeit (IVC) und eine Auslassventil-Schließsteuerzeit (EVC) vorverlegt, in einem vierten Steuerbereich eine kurze Dauer für das Auslassventil anwendet und die IVC steuert, um sich nahe zu einem unteren Totpunkt (BDC) zu befinden, in einem fünften Steuerbereich eine Drosselklappe (60) steuert, um vollständig geöffnet zu sein, die kurze Dauer für das Auslassventil anwendet und die IVC auf einen Winkel nach dem BDC steuert, und in einem sechsten Steuerbereich die Drosselklappe (60) steuert, um vollständig geöffnet sein, die lange Dauer für das Auslassventil anwendet und die IVC steuert, um ein Klopfen zu reduzieren oder zu verhindern.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann zum Beispiel im ersten Steuerbereich die EVC als einen Maximalwert festlegen, welcher in der Lage ist, die Verbrennungsstabilität beizubehalten.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann zum Beispiel im zweiten Steuerbereich die maximale Ventilüberlappung durch Verzögern der EVC gemäß einem Anstieg der Motorlast beibehalten.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann zum Beispiel im dritten Steuerbereich die IVC vorverlegen, um sich nahe zum BDC zu befinden, wenn die Motordrehzahl geringer ist als eine vorbestimmte Drehzahl, und kann die IVC auf einen Winkel nach dem BDC vorverlegen, wenn die Motordrehzahl gleich oder größer ist als die vorbestimmte Drehzahl.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann zum Beispiel im vierten Steuerbereich die EVC steuern, um sich nahe zu einem oberen Totpunkt (TDC) zu befinden, um eine Ventilüberlappung zu reduzieren.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann zum Beispiel im fünften Steuerbereich eine Auslassventil-Öffnungssteuerzeit (EVO) verzögern, um eine Auslassinterferenz zu reduzieren, und kann die EVC auf einen Winkel nach dem TDC steuern, um eine Katalysatortemperatur beizubehalten.
  • Die Steuerungsvorrichtung kann zum Beispiel im sechsten Steuerbereich die EVO auf einen Winkel nach dem BDC vorverlegen und kann die EVC steuern, um sich nahe zum TDC zu befinden, um das Auslasspumpen zu unterbinden oder zu verhindern.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung können eine Dauer (z.B. ein Hub) und eine Steuerzeit (z.B. ein Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkt) des kontinuierlich-variablen Ventils gleichzeitig gesteuert werden, sodass der Motor unter verbesserten Bedingungen gesteuert werden kann.
  • Es werden die Öffnungssteuerzeit und die Schließsteuerzeit des Einlassventils und des Auslassventils gesteuert, wodurch eine Kraftstoffeffizienz unter einer Teillastbedingung und eine (Hoch-)Leistungsfähigkeit unter einer Hochlastbedingung verbessert sind. Darüber hinaus kann eine Kraftstoffmenge zum Starten (z.B. Anlassen) reduziert sein durch Steigern eines zulässigen Verdichtungsverhältnisses und kann ein Abgas (z.B. eine Abgasmenge) reduziert sein durch Verkürzen der Zeit zum Heizen eines Katalysators.
  • Weiter, da die zweistufige Variabel-Ventildauer-Vorrichtung statt einer Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung am Auslass verwendet wird, können die Herstellungskosten reduziert sein und die (Hoch-)Leistungsfähigkeit beibehalten werden.
  • Weitere Anwendungsbereiche werden von der hier gegebenen Beschreibung klar werden. Es sollte klar sein, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele nur zum Zweck der Darstellung gedacht sind und nicht gedacht sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zu beschränken.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Um die Offenbarung/Erfindung besser zu verstehen, sind nun zahlreiche Ausführungsformen davon in der Art von Beispielen beschrieben, wobei Bezug genommen wird auf die begleitenden Zeichnungen, in welchen:
  • 1 ein schematisches Blockdiagramm ist, welches ein System zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt,
  • 2 eine perspektivische Ansicht ist, welche einen Einlass, der mit einer Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung bereitgestellt ist, und einen Auslass gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt, der mit einer zweistufigen Variabel-Ventildauer-Vorrichtung und einer Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung bereitgestellt ist,
  • 3A und 3B Flussdiagramme sind, welche ein Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigen,
  • 4A bis 4C Darstellungen sind, welche eine Dauer, eine Öffnungssteuerzeit und eine Schließsteuerzeit für ein Einlassventil abhängig von einer Motorlast und einer Motordrehzahl gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigen, und
  • 5A bis 5C Darstellungen sind, welche eine Dauer, eine Öffnungssteuerzeit und eine Schließsteuerzeit für ein Auslassventil abhängig von einer Motorlast und einer Motordrehzahl gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigen.
  • Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur darstellenden Zwecken und sind nicht gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung in irgendeiner Art zu beschränken.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht gedacht, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung zu beschränken. Es sollte klar sein, dass durchgehend durch die Zeichnungen korrespondierende Bezugszeichen gleiche oder korrespondierende Teile und Merkmale bezeichnen.
  • Wie es dem Fachmann klar ist, können die beschriebenen Ausführungsformen in zahlreichen verschiedenen Arten modifiziert werden, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Durchgehend durch diese Beschreibung und die folgenden Ansprüche, außer es ist explizit das Gegenteil beschrieben, ist das Wort „aufweisen“ und Variationen wie „aufweisend“ so zu verstehen, dass sie die bezeichneten Elemente mit einbeziehen aber nicht irgendwelche anderen Elemente ausschließen.
  • Gleiche Bezugszeichen bezeichnen durchgehend durch die Beschreibung gleiche Elemente.
  • Es ist zu verstehen, dass die Begriffe „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-J“ oder irgendwelche anderen, ähnliche Begriffe, welche hier verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließen, wie z.B. Hybridfahrzeuge, Plug-in Elektrofahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden). Ein sogenanntes Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen hat, z.B. Fahrzeuge, welche mit Benzin sowie auch elektrisch betrieben werden.
  • Zusätzlich ist zu verstehen, dass einige der Verfahren durch zumindest eine Steuerungsvorrichtung ausgeführt werden können. Der Begriff „Steuerungsvorrichtung“ bezeichnet eine Hardwarevorrichtung, welche einen Speicher und einen Prozessor aufweist, die eingerichtet sind, um einen oder mehrere Schritte auszuführen, was als deren Algorithmusstruktur zu verstehen ist. Der Speicher ist eingerichtet, um Algorithmusschritte zu speichern, und der Prozessor ist speziell eingerichtet, um die besagten Algorithmusschritte auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse auszuführen, welche nachfolgend beschrieben sind.
  • Darüber hinaus kann die Steuerungslogik der vorliegenden Offenbarung/Erfindung als nicht-flüchtige, computerlesbare Mittel/Daten auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt sein, welche ausführbare Programminstruktionen aufweisen, die von einem Prozessor, einer Steuerungsvorrichtung und dergleichen ausgeführt werden. Beispiele der computerlesbaren Medien weisen auf, sind aber nicht darauf beschränkt: ROMs, RAMs, Kompakt-CD-ROMs (CD-ROMs), Magnetbänder, Disketten, Speicherlaufwerke, Chipkarten und optische Speichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt sein, sodass die computerlesbaren Mittel/Daten in einer verteilten Art gespeichert sind und ausgeführt werden, z.B. durch einen Telematikserver oder einen CAN-Bus.
  • Die 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches ein System zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist der Motor als eine Leistungsquelle eines Fahrzeugs ein Turbomotor, welcher einen Turbolader aufweist.
  • Wie es in der 1 gezeigt ist, weist ein System zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung auf: eine Datenerfassungsvorrichtung 10, einen Nockenwellenpositionssensor 20, eine Steuerungsvorrichtung 30, eine Einlass-Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (Einlass-CVVD-Vorrichtung) 40, eine zweistufige Auslass-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (VVD-Vorrichtung) 50, eine Auslass-Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung (Auslass-CVVT-Vorrichtung) 55 und eine Drosselklappe 60, obwohl andere Sensoren oder Systeme verwendet werden können, um die gewünschten Daten zu erfassen oder zu ermitteln.
  • Die Datenerfassungsvorrichtung 10 erfasst Daten, die einen Betriebszustand des Fahrzeugs betreffen, zum Steuern der CVVT-Vorrichtungen und der VVD-Vorrichtung und weist auf: einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11, einen Motordrehzahlsensor 12, einen Öltemperatursensor 13, einen Luftmassensensor 14 und einen Gaspedalpositionssensor (APS) 15.
  • Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 erfasst eine Fahrzeuggeschwindigkeit und überträgt ein Signal, welches dazu korrespondiert, an die Steuerungsvorrichtung 30. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 kann an einem Rad des Fahrzeugs angebracht sein.
  • Der Motordrehzahlsensor 12 erfasst eine Motordrehzahl ausgehend von einer Änderung in einer Phase (z.B. einer Drehphase) einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle und überträgt ein Signal, welches dazu korrespondiert, an die Steuerungsvorrichtung 30.
  • Der Öltemperatursensor 13 (OTS) erfasst eine Temperatur des Öls, welches durch ein Ölsteuerungsventil (OCV) hindurchströmt, und überträgt ein Signal, welches dazu korrespondiert, an die Steuerungsvorrichtung 30.
  • Die vom Öltemperatursensor 13 erfasste Öltemperatur kann ermittelt werden durch Ermitteln einer Kühlmitteltemperatur unter Verwendung eines Kühlmitteltemperatursensors, welcher an einer Kühlmittelpassage eines Einlasskrümmers angebracht ist. Deshalb kann in einer Ausführungsform der Öltemperatursensor 13 den Kühlmitteltemperatursensor aufweisen und soll die Öltemperatur als die Kühlmitteltemperatur verstanden werden.
  • Der Luftmassensensor 14 erfasst eine Luftmenge, die in den Einlasskrümmer strömt, und überträgt ein Signal, welches dazu korrespondiert, an die Steuerungsvorrichtung 30.
  • Der Gaspedalpositionssensor (APS) 15 erfasst ein Maß, mit welchem ein Fahrer ein Gaspedal drückt, und überträgt ein Signal, welches dazu korrespondiert, an die Steuerungsvorrichtung 30. Ein Positionswert des Gaspedals ist 100 %, wenn das Gaspedal vollständig herabgedrückt ist, und der Positionswert des Gaspedals ist 0 %, wenn das Gaspedal überhaupt nicht gedrückt ist.
  • Ein Drosselklappenpositionssensor (TPS), welcher an einer Einlasspassage angebracht ist, kann anstatt des Gaspedalpositionssensors 15 verwendet werden. Deshalb kann in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung der Gaspedalpositionssensor 15 den Drosselklappenpositionssensor aufweisen und soll der Positionswert des Gaspedals als ein Öffnungswert der Drosselklappe verstanden werden.
  • Der Nockenwellenpositionssensor 20 erfasst eine Position einer Nockenwelle (z.B. einen Nockenwellenwinkel) und überträgt ein Signal, welches dazu korrespondiert, an die Steuerungsvorrichtung 30.
  • Die 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Einlass, der mit einer Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung bereitgestellt ist, und einen Auslass gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt, der mit einer zweistufigen Variabel-Ventildauer-Vorrichtung und einer Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung bereitgestellt ist.
  • Wie es in der 2 gezeigt ist, ist die Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung am Einlass angebracht und sind die zweistufige Variabel-Ventildauer-Vorrichtung und die Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung am Auslass angebracht. Deshalb ist eine Einlassventil-Öffnungssteuerzeit (IVO) (z.B. ein Öffnungszeitpunkt) in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung (z.B. vorbestimmt) feststehend. Beispielsweise kann die IVO mit einem Winkel von in etwa 0 bis 10° vor einem oberen Totpunkt (TDC) festgelegt sein, sodass ein Vorteil hinsichtlich der Kraftstoffeffizienz besteht.
  • Die Einlass-Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (Einlass-CVVD-Vorrichtung) 40 steuert eine Öffnungsdauer des Einlassventils des Motors gemäß einem Signal von der Steuerungsvorrichtung 30.
  • Die zweistufige Auslass-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung 50 (VVD-Vorrichtung) 50 steuert eine Dauer (z.B. eine Öffnungsdauer) des Auslassventils des Motors in zwei Stufen gemäß einem Signal von der Steuerungsvorrichtung 30. Da die zweistufige VVD-Vorrichtung 50, welche durch ein Magnetventil betätigt wird, anstatt einer CVVD-Vorrichtung verwendet wird, können ein Motor und ein Sensor zum Betrieb der CVVD-Vorrichtung weggelassen werden, wodurch Produktionskosten reduziert sein können.
  • Falls eine Auslassventildauer (EVD) (z.B. eine Auslassventilöffnungsdauer) lang wird, können eine Kraftstoffeffizienz und eine Hochgeschwindigkeitsleistungsfähigkeit des Fahrzeugs verbessert sein, aber kann eine Niedergeschwindigkeitsleistungsfähigkeit verschlechtert sein. Deshalb können eine kurze Dauer für die Niedergeschwindigkeitsleistungsfähigkeit und eine lange Dauer für die Hochgeschwindigkeitsleistungsfähigkeit durch Experimente festgelegt werden. Beispielsweise kann die kurze Dauer auf einen Winkel von in etwa 180 bis 210° und kann die lange Dauer auf einen Winkel von in etwa 240 bis 250° festgelegt sein.
  • Die zweistufige Auslass-VVD-Vorrichtung 50 kann die kurze Dauer und die lange Dauer für das Auslassventil anwenden durch Umschalten.
  • Die Auslass-CVVT-Vorrichtung 50 steuert eine Öffnungssteuerzeit und eine Schließsteuerzeit des Auslassventils des Motors gemäß einem Signal der Steuerungsvorrichtung 30.
  • Die Drosselklappe 60 stellt die Luftmenge ein, welche in den Einlasskrümmer einströmt.
  • Die Steuerungsvorrichtung 30 klassifiziert eine Mehrzahl von Steuerbereichen abhängig von einer Motordrehzahl und einer Motorlast basierend auf Signalen der Datenerfassungsvorrichtung 10 und des Nockenwellenpositionssensors 20 und steuert den Betrieb der Einlass-CVVD-Vorrichtung 40, der zweistufigen Auslass-VVD-Vorrichtung 50, der Auslass-CVVT-Vorrichtung 55 und der Drosselklappe 60. Hier kann die Mehrzahl von Steuerbereichen in z.B. sechs Steuerbereiche unterteilt sein.
  • Die Steuerungsvorrichtung 30 wendet in einem ersten Steuerbereich eine Maximaldauer für das Einlassventil an und wendet die lange Dauer für das Auslassventil an, wendet in einem zweiten Steuerbereich die Maximaldauer für das Einlassventil an, wendet die lange Dauer für das Auslassventil an und behält eine maximale Ventilüberlappung bei, wendet in einem dritten Steuerbereich die lange Dauer für das Auslassventil an und verlegt eine Einlassventil-Schließsteuerzeit (IVC) und eine Auslassventil-Schließsteuerzeit (EVC) vor, wendet in einem vierten Steuerbereich die kurze Dauer für das Auslassventil an und steuert die IVC, um sich nahe zu einem unteren Totpunkt (BDC) zu befinden, steuert in einem fünften Steuerbereich die Drosselklappe, um voll geöffnet zu sein, wendet die kurze Dauer für das Auslassventil an und steuert die IVC auf einen Winkel nach dem BDC und steuert in einem sechsten Steuerbereich die Drosselklappe, um voll geöffnet zu sein, wendet die lange Dauer für das Auslassventil an und steuert die IVC, um ein Klopfen zu verhindern oder zu reduzieren.
  • Für diese Zwecke kann die Steuerungsvorrichtung 30 mit zumindest einem Prozessor implementiert sein, der ein vorbestimmtes Programm ausführt, und das vorbestimmte Programm kann programmiert sein, um jeden Schritt eines Verfahrens zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung auszuführen.
  • Zahlreichen Ausführungsformen, welche hier beschrieben sind, können beispielsweise mit einem Aufnahmemedium implementiert sein, welches durch einen Computer oder eine ähnliche Vorrichtung unter Verwendung von Software, Hardware oder einer Kombination daraus gelesen werden kann.
  • Beispielsweise kann die Hardware der hier beschriebenen Ausführungsformen unter Verwendung von zumindest eines der folgenden implementiert sein: anwendungsspezifisch integrierte Schaltkreise (ASICs), digitale Signalprozessoren (DSPs), digitale Signalbearbeitungsvorrichtungen (DSPDs), programmierbare Logikvorrichtungen (PLDs), anwendungsspezifisch programmierbare Gatteranordnungen (FPGAs), Prozessoren, Steuerungsvorrichtungen, Micro-Steuerungsvorrichtungen, Mikroprozessoren und elektrische Einheiten, welche gestaltet sind, irgendwelche anderen Funktionen auszuführen.
  • Die Software, wie beispielsweise Verfahren und Funktionen der beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, können durch separate Softwaremodule implementiert sein. Jedes der Softwaremodule kann eine oder mehrere Funktionen und/oder Operationen ausführen, welchen in der vorliegenden Offenbarung/Erfindung beschrieben sind. Ein Softwarecode kann implementiert sein durch eine Softwareanwendung, welche in einer angemessenen Programmiersprache geschrieben ist.
  • Nachfolgend ist ein Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung im Detail mit Bezug auf die 3A bis 5C beschrieben.
  • Die 3A bis 3B sind Flussdiagramme, welche ein Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer zeigen. Die 4A bis 4C sind Darstellung, welche jeweilig eine Dauer, eine Öffnungssteuerzeit und eine Schließsteuerzeit eines Einlassventils abhängig von einer Motorlast und einer Motordrehzahl zeigen, und die 5A bis 5C sind Darstellungen, welche jeweilig eine Dauer, eine Öffnungssteuerzeit und eine Schließsteuerzeit eines Auslassventils abhängig von einer Motorlast und einer Motordrehzahl zeigen.
  • Wie es in den 3A bis 3B gezeigt ist, beginnt bei Schritt S100 ein Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer mit dem Klassifizieren einer Mehrzahl von Steuerbereichen abhängig von einer Motorlast und einer Motordrehzahl. Der erste bis sechste Steuerbereich ist in den 4A bis 5C bezeichnet.
  • Die Steuerungsvorrichtung 30 kann Steuerbereiche klassifizieren als den ersten Steuerbereich, wenn die Motorlast geringer ist als eine erste vorbestimmte Motorlast, als den zweiten Steuerbereich, wenn die Motorlast gleich oder größer ist als die erste vorbestimmte Last und geringer ist als eine zweite vorbestimmte Last, und als den dritten Steuerbereich, wenn die Motorlast gleich oder größer ist als die zweite vorbestimmte Last und geringer ist als eine dritte vorbestimmte Last. Darüber hinaus kann die Steuerungsvorrichtung 30 die Steuerbereiche klassifizieren als den vierten Steuerbereich, wenn die Motorlast gleich oder größer ist als die zweite vorbestimmte Last und die Motordrehzahl gleich oder größer ist als eine erste vorbestimmte Drehzahl und geringer ist als eine zweite vorbestimmte Drehzahl, als den fünften Steuerbereich, wenn die Motorlast gleich oder größer ist als die dritte vorbestimmte Last und die Motordrehzahl geringer ist als die erste vorbestimmte Drehzahl, und als den sechsten Steuerbereich, wenn die Motorlast gleich oder größer ist als die dritte vorbestimmte Last und die Motordrehzahl gleich oder größer ist als die zweite vorbestimmte Drehzahl.
  • Wie es in den 4A bis 5C gezeigt ist, ist ein Kurbelwinkel in einem Einlassventildauerkennfeld (IVD-Kennfeld) und in einem Auslassventildauerkennfeld (EVD-Kennfeld) bezeichnet. Darüber hinaus repräsentiert eine Nummer, welche in einem Einlassventil-Öffnungssteuerzeitkennfeld (IVO-Kennfeld) bezeichnet ist, vor dem oberen Totpunkt (TDC), repräsentiert eine Nummer, welche in einem Einlassventil-Schließsteuerzeitkennfeld (IVC-Kennfeld) bezeichnet ist, nach dem unteren Totpunkt (BDC), repräsentiert eine Nummer, welche in einem Auslassventil-Öffnungssteuerzeitkennfeld (EVO-Kennfeld) bezeichnet ist, vor dem BDC, und repräsentiert eine Nummer, welche in einem Auslassventil-Schließsteuerzeitkennfeld (EVC-Kennfeld) bezeichnet ist, nach dem TDC. Bereiche und gekrümmte Linien, welche in den 4A bis 5C gezeigt sind, sind nur Beispiele zum Beschreiben einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, und die vorliegende Offenbarung/Erfindung ist hierauf nicht beschränkt.
  • Wenn die Steuerbereiche abhängig von der Motorlast und der Motordrehzahl bei Schritt S100 klassifiziert werden, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S110, ob ein gegenwärtiger Motorzustand zum ersten Steuerbereich gehört.
  • Wenn bei Schritt S110 die Motorlast geringer ist als die erste vorbestimmte Last, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30, dass der gegenwärtige Motorzustand zum ersten Steuerbereich gehört. In diesem Fall wendet die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S120 die Maximaldauer für das Einlassventil an, wendet die lange Dauer für das Auslassventil an und steuert eine Ventilüberlappung zwischen dem Auslassventil und dem Einlassventil. Die Ventilüberlappung repräsentiert einen Zustand, in welchem das Einlassventil offen ist und das Auslassventil noch nicht geschlossen ist.
  • Mit anderen Worten, wenn der Motor bei einer Niederlastbedingung betrieben wird, kann die Steuerungsvorrichtung 30 die IVC festlegen, um die Maximaldauer für das Einlassventil anzuwenden. Wie es in der 4C gezeigt ist, kann die IVC auf einen Winkel von in etwa 100 bis 110° nach dem BDC festgelegt sein.
  • Darüber hinaus kann die Steuerungsvorrichtung 30 die EVC als einen Maximalwert festlegen, welcher in der Lage ist, eine Verbrennungsstabilität beizubehalten, durch Bewegen der EVC in eine Nach-dem-TDC-Richtung. In diesem Fall, da die lange Dauer für das Auslassventil angewendet wird, steuert die Steuerungsvorrichtung 30 die EVO auf einen Winkel von in etwa 40 bis 50° vor dem BDC.
  • Wenn der gegenwärtige Motorzustand bei Schritt S110 nicht zum ersten Steuerbereich gehört, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S130, ob der gegenwärtige Motorzustand zum zweiten Steuerbereich gehört.
  • Wenn bei Schritt S130 die Motorlast gleich oder größer ist als die erste vorbestimmte Last und geringer ist als die zweite vorbestimmte Last, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30, dass der gegenwärtige Motorzustand zum zweiten Steuerbereich gehört. In diesem Fall wendet die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S140 die Maximaldauer für das Einlassventil an, wendet die lange Dauer für das Auslassventil an und behält eine maximale Ventilüberlappung bei.
  • Die Steuerungsvorrichtung 30 kann die maximale Ventilüberlappung beibehalten durch Verzögern der EVC in der Nach-dem-TDC-Richtung gemäß einer Steigerung der Motorlast.
  • Wenn die EVC in die Nach-dem-TDC-Richtung verzögert wird, da die Ventilüberlappung gesteigert ist, kann ein Einlasspumpen (z.B. eine Einlass-Gassäulenschwingung) verringert werden, jedoch, da sich die EVO nahe dem BDC befindet, kann ein Auslasspumpen (eine Auslass-Gassäulenschwingung) gesteigert werden. Da die lange Dauer des Auslassventils im zweiten Steuerbereich verwendet wird, wird das Auslasspumpen nicht verschlechtert und kann die maximale Ventilüberlappung verwendet werden.
  • Darüber hinaus kann die Steuerungsvorrichtung 30 die Maximaldauer für das Einlassventil anwenden, um das Klopfen aufgrund der Steigerung der Motorlast zu verhindern, und kann eine späte Einlassventil-Schließposition (LIVC-Position) bei einem Winkel von in etwa 100 bis 110° nach dem BDC beibehalten.
  • Wenn bei Schritt S130 der gegenwärtige Motorzustand nicht zum zweiten Steuerbereich gehört, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S150, ob der gegenwärtige Motorzustand zum dritten Steuerbereich gehört.
  • Wenn die Motorlast gleich oder größer ist als die zweite vorbestimmte Last und geringer ist als die dritte vorbestimmte Last, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30, dass der gegenwärtige Motorzustand zum dritten Steuerbereich gehört. In diesem Fall wendet die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S160 die lange Dauer für das Auslassventil an und verlegt die IVC und die EVC vor.
  • Im ersten und im zweiten Steuerbereich wird die IVC auf die LIVC-Position (ein Winkel von in etwa 100 bis 110° nach dem BDC) gesteuert. Wenn die IVC auf der LIVC-Position positioniert ist, da die Motorlast gesteigert ist, kann ein Ladedruck gesteigert sein, kann ein Klopfen auftreten und kann eine Kraftstoffeffizienz verschlechtert sein. Um das zuvor genannte Phänomen zu verhindern oder zu reduzieren, verlegt die Steuerungsvorrichtung 30 die IVC im dritten Steuerbereich vor, in welchem die Motorlast relativ groß ist.
  • In diesem Fall kann die Steuerungsvorrichtung 30 schnell die IVC vorverlegen, um sich nahe zum BDC zu befinden, wenn die Motordrehzahl geringer ist als eine vorbestimmte Drehzahl, und kann die IVC langsam auf einen Winkel von etwa 30 bis 50° nach dem BDC vorverlegen, wenn die Motordrehzahl gleich oder größer ist als die vorbestimmte Drehzahl. Die vorbestimmte Drehzahl kann in etwa 1500 min–1 sein.
  • Darüber hinaus, da die maximale Ventilüberlappung im ersten Steuerbereich und im zweiten Steuerbereich verwendet wird, verlegt die Steuerungsvorrichtung 30 die EVC vor.
  • Wenn bei Schritt S150 der gegenwärtige Motorzustand nicht zum dritten Steuerbereich gehört, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S170, ob der gegenwärtige Motorzustand zum vierten Steuerbereich gehört.
  • Wenn die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S170 ermittelt, dass der gegenwärtige Motorzustand zum vierten Steuerbereich gehört, wendet die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S180 die kurze Dauer für das Auslassventil an und steuert die IVC, um sich nahe zum BDC zu befinden.
  • Der vierte Steuerbereich kann ein Bereich mit einem niedrigen Ladedruck sein, in welchem die Motorlast gleich oder größer ist als die zweite vorbestimmte Last und die Motordrehzahl gleich oder größer ist als die erste vorbestimmte Drehzahl und geringer ist als die zweite vorbestimmte Drehzahl. Beispielsweise kann die erste vorbestimmte Drehzahl in etwa 1500 min–1 sein und kann die zweite vorbestimmte Drehzahl in etwa 2500 min–1 sein.
  • Wenn sich im vierten Steuerbereich die IVC nahe dem BDC befindet, kann die Kraftstoffeffizienz verbessert sein. Da in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung die IVO feststeht (z.B. vorbestimmt festgelegt) ist, wenn die IVC gesteuert wird, um sich nahe zum BDC zu befinden, kann die Einlassventildauer als eine kurze Dauer (z.B. in etwa 180°) gesteuert sein.
  • Darüber hinaus steuert die Steuerungsvorrichtung 30 die EVC, um sich nahe zum TDC zu befinden, um die Ventilüberlappung zu reduzieren. Zu diesem Zweck kann die Steuerungsvorrichtung 30 die kurze Dauer für das Auslassventil anstatt der langen Dauer anwenden. Mit Bezug auf eine Umschaltlinie, welche in der 5C gezeigt ist, ist eine linke Seite der Umschaltlinie ein Bereich, in welchem die kurze Dauer angewendet wird, und ist eine rechte Seite der Umschaltlinie ein Bereich, in welchem die lange Dauer angewendet wird.
  • Wenn bei Schritt S170 der gegenwärtige Motorzustand nicht zum vierten Steuerbereich gehört, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S190, ob der gegenwärtige Motorzustand zum fünften Steuerbereich gehört.
  • Wenn bei Schritt S190 die Motorlast gleich oder größer ist als die dritte vorbestimmte Last und die Motordrehzahl geringer ist als die erste vorbestimmte Drehzahl, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30, dass der gegenwärtige Motorzustand zum fünften Steuerbereich gehört. In diesem Fall steuert die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S200 die Drosselklappe, um voll geöffnet zu sein, wendet die kurze Dauer für das Auslassventil an und steuert die IVC auf einen Winkel nach dem BDC.
  • Beim Turbomotor, wenn die Drosselklappe im fünften Steuerbereich, in welchem die Motordrehzahl geringer ist als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (z.B. in etwa 1500 min–1), voll geöffnet ist (d.h. engl.: WOT für „wide open throttel“), kann ein Einlassöffnungsdruck höher sein als ein Auslassöffnungsdruck. Deshalb tritt das Spülphänomen verglichen mit einem Saugmotor einfach auf. Da jedoch die IVO in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung festgelegt ist, ist das Spülphänomen nicht groß. Dementsprechend können die EVO und die EVC verwendet werden, um das Spülphänomen durch eine Auslassinterferenzreduktion zu unterstützen. Mit anderen Worten verzögert die Steuerungsvorrichtung 30 die EVO vor den BDC, um die Auslassinterferenzen zu reduzieren, und steuert die EVC innerhalb eines Winkels von in etwa 30° nach dem TDC, um die Katalysatortemperatur innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu halten. In diesem Fall wendet die Steuerungsvorrichtung die kurze Dauer für das Auslassventil an.
  • Wenn bei Schritt S190 der gegenwärtige Motorzustand nicht zum fünften Steuerbereich gehört, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S210, ob der gegenwärtige Motorzustand zum sechsten Steuerbereich gehört.
  • Wenn die Motorlast gleich oder größer ist als die dritte vorbestimmte Last und die Motordrehzahl gleich oder größer ist als die zweite vorbestimmte Drehzahl, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 30, dass der gegenwärtige Motorzustand zum sechsten Steuerbereich gehört. In diesem Fall steuert die Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S220 die Drosselklappe 60, um voll geöffnet zu sein, wendet die lange Dauer für das Auslassventil an, und steuert die IVC, um das Klopfen zu verhindern.
  • Wenn die Motordrehzahl gleich oder größer ist als die zweite vorbestimmte Drehzahl (z.B. in etwa 2500 min–1), da der Auslassöffnungsdruck wesentlich größer ist als der Einlassöffnungsdruck, wird das Spülphänomen reduziert. Dementsprechend verlegt die Steuerungsvorrichtung 30 die EVO auf einen Winkel von in etwa 30° nach dem BDC vor und steuert die EVC, um sich nahe zum TDC zu befinden, um das Auslasspumpen zu verhindern oder zu reduzieren. In diesem Fall kann die Steuerungsvorrichtung 30 die lange Dauer für das Auslassventil anwenden durch Umschalten der kurzen Dauer, die im fünften Steuerbereich angewendet wird.
  • Wenn das WOT-Steuern bei einer Hochgeschwindigkeitsbedingung ausgeführt wird, tritt bei einem Saugmotor das Klopfen kaum auf, aber tritt im Gegenteil das Klopfen beim Turbomotor einfach auf. Dementsprechend verlegt die Steuerungsvorrichtung 30 die IVC innerhalb eines Winkels von in etwa 50° nach dem BDC vor, um den Ladedruck zu reduzieren, sodass das Klopfen verhindert oder reduziert wird.
  • Wie es oben beschrieben ist werden gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung die Dauer (z.B. die Öffnungsdauer) und die Steuerzeit (z.B. der Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkt) des kontinuierlich-variablen Ventils gleichzeitig gesteuert, sodass der Motor unter gewünschten Bedingungen gesteuert werden kann.
  • Die Öffnungssteuerzeit und die Schließsteuerzeit des Einlassventils und des Auslassventils werden angemessen gesteuert, wodurch eine Kraftstoffeffizienz unter einer Teillastbedingung und eine (Hoch-)Leistungsfähigkeit unter einer Hochlastbedingung verbessert sind. Darüber hinaus kann eine Kraftstoffmenge zum Starten (z.B. Anlassen) reduziert sein durch Steigern eines zutreffenden Verdichtungsverhältnisses und kann das Abgas (z.B. die Abgasmenge) reduziert sein durch Verkürzen der Dauer zum Heizen eines Katalysators.
  • Weiter, da die zweistufige Variabel-Ventildauer-Vorrichtung anstatt einer Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung am Auslass verwendet wird, können Produktionskosten reduziert sein und die Leistungsfähigkeit beibehalten werden.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung/Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was gegenwärtig als praktikable beispielhafte Ausführungsformen angesehen werden, ist es klar, dass die vorliegende Offenbarung/Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, sondern es im Gegenteil gedacht ist, zahlreiche Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, welche im Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung enthalten sind.
  • Die Beschreibung der Offenbarung ist lediglich beispielhafter Natur und deshalb sind Variationen, welche nicht vom Gehalt der Offenbarung abweichen, als im Umfang der Offenbarung liegend anzusehen. Solche Variationen sind nicht als ein Abweichen vom Umfang der Offenbarung anzusehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2015-0177463 [0001]

Claims (14)

  1. Ein Verfahren zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Turbomotors, welcher mit einer Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung an einem Einlass und einer zweistufigen Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung und einer Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung am Auslass bereitgestellt ist, wobei das Verfahren aufweist: Klassifizieren (S100) einer Mehrzahl von Steuerbereichen, durch eine Steuerungsvorrichtung (30), abhängig von einer Motorlast und einer Motordrehzahl, in einem ersten Steuerbereich Anwenden (S120), durch die Steuerungsvorrichtung (30), einer Maximaldauer für ein Einlassventil und einer langen Dauer für ein Auslassventil, in einem zweiten Steuerbereich Anwenden (S140), durch die Steuerungsvorrichtung (30), der Maximaldauer für das Einlassventil, Anwenden der langen Dauer für das Auslassventil und Beibehalten einer maximalen Ventilüberlappung, in einem dritten Steuerbereich Anwenden (S160), durch die Steuerungsvorrichtung (30), der langen Dauer für das Auslassventil und Vorverlegen einer Einlassventil-Schließsteuerzeit (IVC) und einer Auslassventil-Schließsteuerzeit (EVC), in einem vierten Steuerbereich Anwenden (S180), durch die Steuerungsvorrichtung (30), einer kurzen Dauer für das Auslassventil und Steuern der IVC, um sich nahe zu einem unteren Totpunkt (BDC) zu befinden, in einem fünften Steuerbereich Steuern (S200), durch die Steuerungsvorrichtung (30), einer Drosselklappe (60), um voll geöffnet zu sein, Anwenden der kurzen Dauer für das Auslassventil und Steuern der IVC auf einen Winkel nach dem BDC, und in einem sechsten Steuerbereich Steuern (S220), durch die Steuerungsvorrichtung (30), der Drosselklappe (60), um voll geöffnet zu sein, Anwenden der langen Dauer für das Auslassventil und Steuern der IVC, um ein Klopfen zu verhindern.
  2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei im ersten Steuerbereich die EVC als ein Maximalwert festgelegt ist, der in der Lage ist, eine Verbrennungsstabilität beizubehalten.
  3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei im zweiten Steuerbereich die maximale Ventilüberlappung beibehalten wird durch Verzögern der EVC gemäß einem Anstieg der Motorlast.
  4. Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im dritten Steuerbereich die IVC vorverlegt wird, um sich nahe zu einem unteren Totpunkt (BDC) zu befinden, wenn die Motordrehzahl geringer ist als eine vorbestimmte Drehzahl, und die IVC auf einen Winkel nach dem BDC vorverlegt wird, wenn die Motordrehzahl gleich oder größer ist als die vorbestimmte Drehzahl.
  5. Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im vierten Steuerbereich die EVC gesteuert wird, um sich nahe zu einem oberen Totpunkt (TDC) zu befinden, um eine Ventilüberlappung zu reduzieren.
  6. Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im fünften Steuerbereich eine Auslassventil-Öffnungssteuerzeit (EVO) verzögert wird, um eine Auslassinterferenz zu reduzieren, und die EVC auf einen Winkel nach dem TDC gesteuert wird, um eine Katalysatortemperatur beizubehalten.
  7. Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die EVO auf einen Winkel nach dem BDC vorverlegt wird und die EVC gesteuert wird, um sich nahe zum TDC zu befinden, um ein Auslasspumpen zu unterbinden.
  8. Ein System zum Steuern einer Ventilsteuerzeit eines Motors mit kontinuierlich-variabler Ventildauer, der einen Turbolader aufweist, wobei das System aufweist: eine Datenerfassungsvorrichtung (10), welche eingerichtet ist, um Daten zu erfassen, die einen Betriebszustand eines Fahrzeugs betreffen, einen Nockenwellenpositionssensor (20), welcher eingerichtet ist, um eine Position einer Nockenwelle zu erfassen, eine Einlass-Kontinuierlich-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (Einlass-CVVD-Vorrichtung) (40), welche eingerichtet ist, um eine Öffnungsdauer eines Einlassventils des Motors zu steuern, eine zweistufige Auslass-Variabel-Ventildauer-Vorrichtung (Auslass-VVD-Vorrichtung)(50), welche eingerichtet ist, um eine Öffnungsdauer eines Auslassventils des Motors in zwei Stufen zu steuern, eine Auslass-Kontinuierlich-Variabel-Ventilsteuerzeit-Vorrichtung (Auslass-CVVT-Vorrichtung)(55), welche eingerichtet ist, um eine Öffnungssteuerzeit und eine Schließsteuerzeit des Auslassventils zu steuern, und eine Steuerungsvorrichtung (30), welche eingerichtet ist, um eine Mehrzahl von Steuerbereichen abhängig von einer Motordrehzahl und einer Motorlast basierend auf Signalen von der Datenerfassungsvorrichtung (10) und vom Nockenwellenpositionssensor (20) zu klassifizieren und um den Betrieb der Einlass-CVVD-Vorrichtung (40), der zweistufigen Auslass-VVD-Vorrichtung (50) und der Auslass-CVVT-Vorrichtung (55) gemäß den Steuerbereichen zu steuern, wobei die Steuerungsvorrichtung (30) in einem ersten Steuerbereich eine Maximaldauer für das Einlassventil und eine lange Dauer für das Auslassventil anwendet, in einem zweiten Steuerbereich die Maximaldauer für das Einlassventil anwendet, die lange Dauer für das Auslassventil anwendet und eine maximale Ventilüberlappung beibehält, in einem dritten Steuerbereich die lange Dauer für das Auslassventil anwendet und eine Einlassventil-Schließsteuerzeit (IVC) und eine Auslassventil-Schließsteuerzeit (EVC) vorverlegt, in einem vierten Steuerbereich eine kurze Dauer für das Auslassventil anwendet und die IVC steuert, um sich nahe zu einem unteren Totpunkt (BDC) zu befinden, in einem fünften Steuerbereich eine Drosselklappe (60) steuert, um vollständig geöffnet zu sein, die kurze Dauer für das Auslassventil anwendet und die IVC auf einen Winkel nach dem BDC zu steuert, und in einem sechsten Steuerbereich die Drosselklappe (60) steuert, um vollständig geöffnet sein, die lange Dauer für das Auslassventil anwendet und die IVC steuert, um ein Klopfen zu unterbinden.
  9. Das System gemäß Anspruch 8, wobei die Steuerungsvorrichtung (30) im ersten Steuerbereich die EVC als einen Maximalwert festlegt, der in der Lage ist, eine Verbrennungsstabilität beizubehalten.
  10. Das System gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Steuerungsvorrichtung (30) im zweiten Steuerbereich die maximale Ventilüberlappung beibehält durch Verzögern der EVC gemäß einem Anstieg der Motorlast.
  11. Das System gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Steuerungsvorrichtung (30) im dritten Steuerbereich die IVC vorverlegt, um sich nahe zum BDC zu befinden, wenn die Motordrehzahl geringer ist als eine vorbestimmte Drehzahl, und die IVC auf einen Winkel nach dem BDC vorverlegt, wenn die Motordrehzahl gleich oder größer ist als die vorbestimmte Drehzahl.
  12. Das System gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Steuerungsvorrichtung (30) im vierten Steuerbereich die EVC steuert, um sich nahe zu einem oberen Totpunkt (TDC) zu befinden, um eine Ventilüberlappung zu reduzieren.
  13. Das System gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Steuerungsvorrichtung (30) im fünften Steuerbereich eine Auslassventil-Öffnungssteuerzeit (EVO) verzögert, um eine Auslassinterferenz zu reduzieren, und die EVC auf einen Winkel nach dem TDC steuert, um eine Katalysatortemperatur beizubehalten.
  14. Das System gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Steuerungsvorrichtung (30) im sechsten Steuerbereich die EVO auf einen Winkel nach dem BDC vorverlegt und die EVC steuert, um sich nahe zum TDC zu befinden, um das Auslasspumpen zu unterbinden.
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