控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法
【專利摘要】一種控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，所述方法通過簡化對凸輪軸的相位控制來改善發(fā)動機的啟動性能。根據凸輪軸的相位改變發(fā)動機的進氣和排氣定時的方法可包括：確定在駕駛過程中是否需要啟動發(fā)動機；識別用于發(fā)動機下次啟動的凸輪軸的目標相位；根據目標相位控制凸輪軸的相位使得發(fā)動機的進氣定時提前；以及根據發(fā)動機或凸輪軸的狀態(tài)結束凸輪軸的相位控制。
【專利說明】控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法
[0001]相關申請交叉引用
[0002]本申請要求2012年12月17日提交的韓國專利申請N0.10-2012-0147779的優(yōu)先權，該申請的全部內容出于所有目的通過該引用結合于此。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及一種控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，并且更具體地，涉及一種改善發(fā)動機的啟動性能的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法。
【背景技術】
[0004]一般而言，連續(xù)可變閥定時(CVVT)裝置指的是調節(jié)發(fā)動機的閥的打開和關閉定時的裝置。具體地，由于CVVT裝置根據駕駛條件控制進氣閥，可改善發(fā)動機的輸出和燃料效率，并且可減少廢氣。
[0005]排氣和進氣閥的打開和關閉操作通過凸輪軸的旋轉執(zhí)行。
[0006]一般的CVVT裝置為液壓葉片式CVVT裝置。葉片式CVVT裝置設置在小空間中，并且具有價格低廉的優(yōu)點。
[0007]然而，由于葉片式CVVT裝置使用發(fā)動機的潤滑油為工作油液，因此在油液的壓力為低的狀態(tài)下，存在難以預期快速且精確響應的缺點。具體而言，在發(fā)動機油的壓力不足夠的情況下，諸如在發(fā)動機的空閑狀態(tài)下、在高溫狀態(tài)下、在啟動狀態(tài)下等，凸輪軸的相對相位變化是困難的，并且可發(fā)生過度的廢氣泄漏。此外，由于在冷啟動時油液的壓力的不足和過大油液的粘度，液壓CVVT裝置的操作也許是不可能的。因此，在通過鎖銷固定的停放位置處執(zhí)行啟動。
[0008]已經開發(fā)可電控制閥定時的電CVVT裝置以補充缺點。然而，在電CVVT裝置中，在凸輪軸的相位過于提前或延遲的異常操作時，由于CVVT裝置的凸輪軸和止動器之間的干涉，可能會出現過多噪聲。
[0009]此外，在電CVVT裝置中，通過戰(zhàn)略性地使用進氣閥延遲關閉，當進氣閥的關閉操作延遲時，有效壓縮比被降低，并且不容易啟動。同時，啟動可通過在曲柄轉動過程中將凸輪的相位操作到可能通過CVVT裝置啟動的位置來執(zhí)行，但是可能會發(fā)生根據凸輪軸的提前的啟動延遲。
[0010]作為克服上述問題的方法，凸輪軸的相位可被調節(jié)至在啟動時有利于下一次啟動的位置。
[0011]然而，在啟動時通過CVVT裝置對凸輪軸的相位控制中，在不僅需要確定凸輪軸的移動方向為提前方向還是延遲方向，其中在曲柄轉動過程中曲柄軸的相位到達用于啟動的目標位置，并且需要將凸輪軸從延遲位置移動到提前位置的情況下，可發(fā)生由于CVVT裝置的響應延遲引起的啟動延遲。
[0012]該背景部分中公開的信息僅用于加強對本發(fā)明的一般背景的理解，而不應當被視為承認或以任何方式暗示該信息形成本領域普通技術人員已知的現有技術。
【發(fā)明內容】

[0013]本發(fā)明的各個方面提供一種改進發(fā)動機的啟動性能的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法。
[0014]此外，本發(fā)明已致力于提供控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，該方法根據電連續(xù)可變閥定時裝置來簡化對凸輪軸的相位控制。
[0015]本發(fā)明的各個方面提供一種控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，其中根據凸輪軸的相位改變發(fā)動機的進氣和排氣定時，該方法包括:確定在駕駛過程中是否需要發(fā)動機的啟動；識別用于發(fā)動機下次啟動的凸輪軸的目標相位；根據目標相位控制凸輪軸的相位使得發(fā)動機的進氣定時提前；以及根據發(fā)動機或凸輪的狀態(tài)結束對凸輪軸的相位控制。
[0016]控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法可進一步包括啟動發(fā)動機；在啟動發(fā)動機后的駕駛車輛過程中檢測駕駛環(huán)境；以及根據所檢測的駕駛環(huán)境，將發(fā)動機的進氣定時控制為預定定時。
[0017]發(fā)動機的啟動可包括識別接通；識別用于發(fā)動機的當前啟動的凸輪軸的目標相位；將凸輪軸的相位與目標相位相比較；以及控制凸輪軸的相位使得如果與目標相位相t匕，凸輪軸的相位呈現進一步朝著發(fā)動機的進氣定時提前的方向，則發(fā)動機的進氣定時延遲。
[0018]凸輪軸的目標相位可以為用于在發(fā)動機啟動后的下次啟動的凸輪軸的最佳相位。
[0019]如果在駕駛過程中需要啟動發(fā)動機，可識別用于發(fā)動機的下次啟動的凸輪軸的目標相位。
[0020]如果在駕駛過程中不需要發(fā)動機的啟動，可檢測駕駛環(huán)境并且可根據所檢測的駕駛環(huán)境將發(fā)動機的進氣定時控制為預定定時。
[0021]使得發(fā)動機的進氣定時提前的凸輪軸的相位的控制可包括將發(fā)動機的旋轉速度與可允許的最小旋轉速度相比較；將允許發(fā)動機的進氣定時提前預定最小值的凸輪軸的最小提前相位與凸輪軸的相位相比較；以及將允許發(fā)動機的進氣定時提前至預定最大值的凸輪軸的最大提前相位與凸輪軸的相位相比較。
[0022]如果發(fā)動機的旋轉速度高于最小旋轉速度，則可控制凸輪軸的相位使得發(fā)動機的進氣定時提前，以及如果發(fā)動機的旋轉速度不高于最小旋轉速度，則對凸輪軸的相位控制可結束。
[0023]在發(fā)動機的旋轉速度高于最小旋轉速度的情況下，如果與最小提前相位相比，凸輪軸的相位呈現進一步朝向發(fā)動機的進氣定時延遲的方向，則可控制凸輪軸的相位使得發(fā)動機的進氣定時提前，以及如果與最小提前相位相比，凸輪軸的相位不呈現進一步朝向發(fā)動機的進氣定時延遲的方向，則可將凸輪軸的相位和最大提前相位互相比較。
[0024]在發(fā)動機的旋轉速度高于最小旋轉速度的情況下，可控制凸輪軸的相位以達到最大提前相位，并且當凸輪軸的相位達到最大提前相位時，對凸輪軸的相位控制結束。
[0025]可將凸輪軸的相位控制成與目標相位相比總是呈現進一步朝向發(fā)動機的進氣定時提前的方向。
[0026]本發(fā)明的方法和裝置具有其它特征和優(yōu)點，這些其它特征和優(yōu)點將從結合于此的附圖和以下【具體實施方式】中顯而易見，或在附圖和【具體實施方式】中詳細陳述，附圖和【具體實施方式】共同用于解釋本發(fā)明的某些原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為根據本發(fā)明的示例性的電連續(xù)可變閥定時裝置的示意圖。
[0028]圖2為示出了根據本發(fā)明的電連續(xù)可變閥定時裝置的凸輪軸的示例性相位的曲線圖。
[0029]圖3為根據本發(fā)明的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的示例性方法的流程圖。
[0030]圖4為根據本發(fā)明的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的示例性方法的另外的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]現在將詳細參考本發(fā)明的各個實施例，其示例在附圖中示出并在下文中描述。雖然本發(fā)明將結合示例性實施例來描述，但將可理解，本說明書不旨在將本發(fā)明限于那些示例性實施例。相反，本發(fā)明意圖不僅覆蓋示例性實施例，而且覆蓋可包含在如所附權利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍內的各種替代方案、修改、等效物以及其它實施例。
[0032]圖1為根據本發(fā)明的各個實施例的電連續(xù)可變閥定時裝置的示意圖。
[0033]如圖1所示，根據本發(fā)明的各個實施例的電連續(xù)可變閥定時(CVVT)裝置包括控制器10、傳感器單元30、CVVT操作單元20以及凸輪軸25。
[0034]控制器10控制根據本發(fā)明的各個實施例的CVVT裝置的操作。此外，控制器10可以為通?？刂栖囕v中的電子設備的典型的電子控制單元(ECU)。
[0035]傳感器單元30將關于車輛的信息的信號發(fā)送至控制器10。此外，控制器10根據從傳感器單元30傳輸的信息控制CVVT裝置的操作。
[0036]傳感器單元30包括啟動傳感器32和環(huán)境傳感器34，以及控制器10包括數據庫12。
[0037]啟動傳感器32可以是包括多個傳感器的一組傳感器。此外，啟動傳感器32檢測發(fā)動機的狀態(tài)，諸如啟動0N/0FF狀態(tài)、接通狀態(tài)等。并且，啟動傳感器32檢測駕駛員對踏板和手柄的操縱、門的打開和關閉狀態(tài)等信息，并將該信息傳輸至控制器10，從而允許控制器10確定駕駛員的需求。具體而言，駕駛員的需求可以是對啟動0N/0FF的需求。
[0038]環(huán)境傳感器34可以是包括多個傳感器的一組傳感器。此外，環(huán)境傳感器34檢測車輛的外部因素(諸如大氣壓力、大氣溫度、道路表面粗糙度、斜坡等)和車輛的內部因素(諸如，冷卻劑溫度、室內溫度、發(fā)動機速度等)。即，環(huán)境傳感器34將關于車輛的所有狀態(tài)和行駛的信息發(fā)送給控制器10。
[0039]數據庫12為根據車輛的駕駛狀況存儲各種預定值的一組數據。此外，數據庫12為存儲關于具體情況的控制器10的決定和控制的控制器10的內部存儲器。而且，數據庫12允許對根據車輛的狀態(tài)和行駛控制車輛所必需的數據(例如，各種預定值)被收集在控制器10中。
[0040]CVVT操作單元20通過控制器10操作。此外，CVVT操作單元20可包括多個齒輪、偏心凸輪、方向調節(jié)裝置等。操作CVVT操作單元20使得發(fā)動機的閥定時通過組成元件控制。
[0041]凸輪軸25包括凸輪，或者凸輪軸25是與凸輪整體形成的軸。此外，凸輪軸25連接至CVVT操作單元20。而且，凸輪軸25連接至閥裝置27。此處，閥裝置27為包括進氣閥和排氣閥的閥組件。凸輪軸25包括至少兩個凸輪，并且一個或更多個凸輪被設置成分別與進氣閥和排氣閥接觸。即，通過凸輪軸25的旋轉打開和關閉進氣閥和排氣閥。同時，當凸輪軸25的位置改變時,可改變進氣閥和排氣閥的打開和關閉定時。
[0042]由于CVVT操作單元20、凸輪軸25以及閥裝置27的連接和操作對本領域普通技術人員(下文稱為本領域技術人員)是顯而易見的，因此將省略更詳細的描述。此外，CVVT操作單元20、凸輪軸25和閥裝置27的結構和操作方法可通過本領域技術人員的設計而不同地變化。
[0043]圖2為示出了根據本發(fā)明的各個實施例的電連續(xù)可變閥定時裝置的凸輪軸的相位的曲線圖。
[0044]圖2所示的曲線圖的水平軸表示四個沖程的一個周期。此外，曲線圖的水平軸包括兩個活塞下死點(BDC)和兩個活塞上死點(TDC)。而且，附圖的左側處的曲線E表示排氣閥側凸輪的相位，以及附圖的右側處的曲線表示進氣閥側凸輪的相位。
[0045]同時，表示進氣閥側凸輪的相位的曲線包括目標曲線、最大曲線和最小曲線。在圖2中，目標曲線顯示為實線，最大曲線顯示為交替的虛線，以及最小曲線顯示為兩點鏈線。
[0046]目標曲線表示用于啟動發(fā)動機的進氣閥側凸輪的目標相位，以及最大曲線和最小曲線表示進氣閥側凸輪的相位，改變進氣閥側凸輪的相位使得進氣閥被控制成提前。此外，最大曲線對應于進氣閥最大地提前的情況，最小曲線對應于進氣閥最小地提前的情況。即，最大曲線和最小曲線表示提前控制的最大值(Max)和最小值(Min)，并且可由本領域技術人員設置提前控制的最大值(Max)和最小值(Min)。此處，當定義提前方向為“ + ”時，最大曲線為提前+15CAD (曲柄轉動角度)的凸輪軸25的相位，以及最小曲線為提前+5CAD的凸輪軸25的相位。
[0047]根據本發(fā)明的各個實施例，凸輪軸25的相位被控制成總是在+5CAD到+15CAD的范圍內從目標相位提前。
[0048]圖3為根據本發(fā)明的各個實施例的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法的流程圖。
[0049]如圖3所示，當發(fā)動機啟動時S100，控制器10檢測車輛的駕駛環(huán)境S110。此處，通過從環(huán)境傳感器34傳輸的信息檢測車輛的駕駛環(huán)境。
[0050]在檢測車輛的駕駛環(huán)境時S110，控制器10根據所檢測的駕駛環(huán)境控制發(fā)動機的進氣定時為預定定時S120。此處，預定定時為預先存儲在數據庫12中以對應于各種駕駛環(huán)境的值中的一個。即，控制器10根據存儲在數據庫12中的數據控制發(fā)動機的進氣定時。
[0051]雖然當發(fā)動機的進氣定時被控制為預定定時時車輛被驅動，但是控制器10根據從啟動傳感器32傳輸的信息確定是否需要啟動發(fā)動機S130。
[0052]在控制器10確定在車輛被驅動時需要啟動發(fā)動機的情況下，控制器10識別用于發(fā)動機下次啟動的凸輪軸25的目標相位Tn，S140。此處，可通過根據啟動條件(例如，冷卻劑的溫度、大氣壓力和大氣溫度等)基于預先存儲在數據庫12中的數據預測下次啟動條件來獲得用于下次啟動的目標相位Τη。此外，用于下次啟動的目標相位Tn可以為用于在發(fā)動機啟動后的下次啟動的凸輪軸的最佳相位。相反，在控制器10確定當車輛被驅動時不需要啟動發(fā)動機的情況下，過程返回至步驟S110。
[0053]在下文中，將描述這樣的過程，其中根據用于下次啟動的目標相位Τη，控制器10控制凸輪軸25的相位使得發(fā)動機的進氣定時提前。
[0054]控制器10將發(fā)動機的當前旋轉速度與允許提前控制凸輪軸25的最小旋轉速度R相比較S150。此處，最小旋轉速度R為預設的并且存儲在數據庫12中。此外，最小旋轉速度R可以為80RPM。而且，在發(fā)動機的旋轉速度被降低成等于或小于預定速度的情況下，在執(zhí)行凸輪軸25的提前和延遲控制時可能出現過度負荷或提前和延遲控制是不太可能的。
[0055]如果發(fā)動機的旋轉速度高于最小旋轉速度R，則控制器10控制凸輪軸25的相位使得發(fā)動機的進氣定時提前S160。相反，如果發(fā)動機的旋轉速度不高于最小旋轉速度R，則控制器10結束對凸輪軸25的相位控制S190。
[0056]當控制凸輪軸25提前控制時S160，控制器10將允許發(fā)動機的進氣定時提前到預定最小值Min的凸輪軸25的最小提前相位與凸輪軸25的當前相位相比較S170。此處，如果與最小提前相位相比，凸輪軸25的當前相位呈現進一步朝向發(fā)動機的進氣定時延遲的方向，則過程返回至步驟S150。
[0057]相反，如果與最小提前相位相比，凸輪軸25的當前相位不呈現進一步朝向發(fā)動機的進氣定時延遲的方向，則控制器10將允許發(fā)動機的進氣定時提前至預定最大值的凸輪軸25的最大提前相位與凸輪軸25的當前相位相比較S180。
[0058]如果凸輪軸25的相位不達到最大提前相位,過程返回至步驟S150。相反,如果凸輪軸25的相位達到最大提前相位，則凸輪軸25的相位控制結束S190。
[0059]S卩，如果在啟動時發(fā)動機的旋轉速度被降低成達到最小旋轉速度R或凸輪軸25的相位被提前以達到最大提前相位，則凸輪軸25的相位控制結束S190。
[0060]圖4為根據本發(fā)明的各個實施例的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法的另外的流程圖。
[0061]如圖4所示，啟動發(fā)動機的步驟SlOO包括控制器10通過從啟動傳感器32接收信息來識別接通的步驟S102、控制器10識別用于發(fā)動機的當前啟動的凸輪軸25的目標相位Tc的步驟S104、控制器10將凸輪軸25的相位與用于當前啟動的目標相位Tc相比較的步驟S106，以及控制器10控制凸輪軸25的相位使得發(fā)動機的進氣定時延遲的步驟S108。
[0062]此處，可通過根據啟動條件(例如，冷卻劑的溫度、大氣壓力、大氣溫度等)從預先存儲在數據庫12中的數據獲得用于當前啟動的目標相位Tc。同時，如果與用于當前啟動的目標相位Tc相比，凸輪軸25的相位呈現進一步朝向發(fā)動機的進氣定時延遲的方向，則執(zhí)行步驟S108。此外，如果與用于當前啟動的目標相位Tc相比，凸輪軸25的相位不呈現進一步朝向發(fā)動機的進氣定時提前的方向，則執(zhí)行步驟SI 10。
[0063]如上所述，根據本發(fā)明的各個實施例，凸輪軸的相位被控制成與啟動時的最佳啟動相位相比進一步朝向提前方向，因此確定在曲柄轉動過程中凸輪軸所需要移動方向為提前方向或延遲方向的操作可能沒有必要。此外，通過曲柄旋轉轉矩凸輪軸在延遲方向上自然移動，因此，凸輪軸快速移動至目標啟動位置，并且可改善連續(xù)可變閥定時裝置的響應。
[0064]為了便于所附權利要求中的說明和準確定義，使用術語左和右來參考附圖中所顯示的這些特征的位置描述示例性實施例的特征。
[0065]本發(fā)明的特定示例性實施例的上述描述是為了說明和描述而給出。它們不旨在窮舉或將本發(fā)明限制于所描述的精確形式，而且鑒于以上教導，許多修改和變化顯然是可能的。選擇和描述示例性實施例以說明本發(fā)明的某些原理和它們的實際應用，由此使本領域普通技術人員能作出和利用本發(fā)明的各個示例性實施例及其替代方案或修改。本發(fā)明的范圍旨在由所附權利要求及其等價技術方案限定。
【權利要求】
1.一種控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，其中根據凸輪軸的相位改變發(fā)動機的進氣定時和排氣定時，所述方法包括: 確定在駕駛過程中是否需要啟動發(fā)動機； 識別用于所述發(fā)動機下次啟動的所述凸輪軸的目標相位； 根據所述目標相位控制所述凸輪軸的相位使得所述發(fā)動機的進氣定時提前；以及 根據所述發(fā)動機或所述凸輪軸的狀態(tài)結束所述凸輪軸的相位控制。
2.根據權利要求1所述的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，進一步包括: 啟動發(fā)動機； 啟動發(fā)動機后在駕駛車輛過程中檢測駕駛環(huán)境； 根據所檢測的駕駛環(huán)境將所述發(fā)動機的進氣定時控制為預定定時。
3.根據權利要求2所述的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，所述發(fā)動機的啟動包括:; 識別接通； 識別用于所述發(fā)動機當前啟動的所述凸輪軸的目標相位； 將所述凸輪軸的相位與所述目標相位相比較；以及 控制所述凸輪軸的相位使得如果與所述目標相位相比所述凸輪軸的相位呈現進一步朝向所述發(fā)動機的進氣定時提前的方向，則延遲所述發(fā)動機的進氣定時。`
4.根據權利要求1所述的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，其中: 所述凸輪軸的目標相位為用于在發(fā)動機啟動后的下次啟動的所述凸輪軸的最佳相位。
5.根據權利要求1所述的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，其中: 如果在駕駛過程中需要啟動所述發(fā)動機，識別用于所述發(fā)動機下次啟動的所述凸輪軸的目標相位。
6.根據權利要求2所述的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，其中: 如果在駕駛過程中不需要啟動發(fā)動機，則檢測所述駕駛環(huán)境，并根據所測得的駕駛環(huán)境將所述發(fā)動機的進氣定時控制為預定定時。
7.根據權利要求1所述的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，其中，對所述凸輪軸的相位的控制使得所述發(fā)動機的進氣定時提前，包括: 將所述發(fā)動機的旋轉速度與能夠允許的最小旋轉速度相比較； 將允許所述發(fā)動機的進氣定時提前至預定最小值的所述凸輪軸的最小提前相位與所述凸輪軸的相位相比較；以及 將允許所述發(fā)動機的進氣定時提前至預定最大值的所述凸輪軸的最大提前相位與所述凸輪軸的相位相比較。
8.根據權利要求7所述的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，其中: 如果所述發(fā)動機的旋轉速度高于最小旋轉速度，則控制所述凸輪軸的相位使得所述發(fā)動機的進氣定時提如，以及 如果所述發(fā)動機的旋轉速度不高于最小旋轉速度，則結束對所述凸輪軸的相位控制。
9.根據權利要求8所述的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，其中: 在所述發(fā)動機的旋轉速度高于所述最小旋轉速度的情況下， 如果與所述最小提前相位相比所述凸輪軸的相位呈現進一步朝向所述發(fā)動機的進氣定時延遲的方向，則控制所述凸輪軸的相位使得所述發(fā)動機的進氣定時提前，以及 如果與所述最小提前相位相比所述凸輪軸的相位不呈現進一步朝向所述發(fā)動機的進氣定時延遲的方向，則將所述凸輪軸的相位與所述最大提前相位互相比較。
10.根據權利要求9所述的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，其中: 在所述發(fā)動機的旋轉速度高于所述最小旋轉速度的情況下， 所述凸輪軸的相位被控制成達到所述最大提前相位，以及 當所述凸輪軸的相位達到所述最大提前相位時，結束對所述凸輪軸的相位控制。
11.根據權利要求1所述的控制電連續(xù)可變閥定時裝置的方法，其中: 所述凸輪軸的相位被控制成與目標相位相比總是呈現進一步朝向所述發(fā)動機的進氣定時提前的方向。`
【文檔編號】F02D13/00GK103867308SQ201310690054
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2012年12月17日
【發(fā)明者】韓東熙, 林賢俊, 高錫煥, 金潤柱, 張正昊, 任爀, 樸鐘一 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社