中间相位连续可变气门正时系统及其控制方法
【专利说明】中间相位连续可变气门正时系统及其控制方法
[0001]与相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年6月25日提交的韩国专利申请第10-2014-0078259号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本公开涉及一种连续可变气门正时系统，且更具体地，涉及一种具有中间锁定销和凸轮扭矩响应控制的中间相位连续可变气门正时系统。
【背景技术】
[0004]由于对燃料效率提高、排放气体减少、低速扭矩增加和输出改善的要求的增加，所以需要提高能够根据每分钟发动机转数(RPM)来最优地控制其进气门/排气门开启和关闭正时的连续可变气门正时系统(CVVT)或者凸轮轴相位器系统的性能。
[0005]为了提高现有的CVVT的性能，已经开发了中间相位CVVT来减少系统响应性时间，并且扩展凸轮操作范围。
[0006]中间相位CVVT通过增加进气门和排气门的气门重叠来降低栗气损失来提高燃料效率，并且通过根据发动机情况来使用内部排放气体再循环(EGR)重新燃烧来自气门重叠的废气(combust1n gas)而减少排放气体。中间相位CVVT通过根据发动机情况使用进气门正时的最优化来增加容积效率而进一步地提高低速扭矩及其性能，由此进一步地改善燃料效率和排放气体减少。
[0007]当基于凸轮的目标值与当前值之间的差来控制中间相位CVVT时，中间相位CVVT将凸轮位置控制在中间位置，而不是滞后(进气)位置，也不是提前(排气)位置，由此减小系统响应性时间并且扩展凸轮操作范围。
[0008]然而，中间相位CVVT通过使用锁定销来保持凸轮中间相位，并且因此，可能发生锁定销的解锁[锁定一解锁]延迟。
[0009]例如，锁定销需要在控制中间相位CVVT时都迅速地解锁，但是在发动机RPM降低至大约500RPM至1000RPM并且发动机机油温度在大约110°C至130°C的特定条件下锁定销的解锁延迟，且因而发生响应延迟。
[0010]锁定销的响应延迟主要发生在发动机起动之后在100° (曲轴转角)/秒的开环响应时间(0LRT)的条件下控制中间相位CVVT时，因而降低排放效果(即，减少有害物质)的效率。
[0011]将中间相位CVVT调整成满足在-10°c至130°C的机油温度和等于或大于500RPM的发动机RPM的条件下的操作功能，这样锁定销在指定的低速和高温条件下的响应延迟可能降低中间相位CVVT操作性能的可靠性。
【发明内容】
[0012]本发明构思的一个方面针对一种具有中间锁定销和凸轮扭矩响应控制的中间相位连续可变气门正时(CVVT)系统及其控制方法，其用于通过使用两种控制模式在100° (曲轴转角)/秒的开环响应时间(OLRT)、等于或小于1000RPM的发动机RPM、以及110°C至130°C的机油温度的条件下减小锁定销的响应延迟。两种控制模式包括作为一般控制模式的凸轮相位器控制模式、和凸轮扭矩响应控制模式，凸轮扭矩响应控制模式当发动机运转时在需要将凸轮锁定在中间位置的锁定销迅速地解锁切换(锁定一解锁)之后，在凸轮相位器控制模式之前迅速地解锁锁定销，并且满足了 -10°C至130°C的机油温度和等于或大于500RPM的发动机RPM所需的操作功能。
[0013]本公开的其它目标和优点可以通过以下描述来理解，并且参照本发明构思的实施例变得显然。此外，本公开所属领域的技术人员显而易见的是，本发明构思的目的和优点可以通过要求保护的方法及其组合来实现。
[0014]根据本发明构思的一个实施例，公开了一种控制用于中间相位连续可变气门正时(CVVT)系统的中间锁定销和凸轮扭矩响应的方法。所述方法包括:当发动机起动时进入用于控制中间相位CVVT的凸轮相位器控制模式，或者通过机油压力来执行将凸轮锁定在提前位置与滞后位置之间的中间位置的锁定销的锁定销颤动(chattering)。进入用于控制中间相位CVVT的凸轮扭矩响应控制模式。由于供应至锁定销的间歇性机油流动，所以发生锁定销颤动。
[0015]间歇性机油流动可以通过将控制机油的机油流动控制阀门(0CV)间歇地开启/关闭来形成。
[0016]当凸轮的目标值与凸轮的当前值相同时，可以进入凸轮扭矩响应控制模式，而当凸轮的目标值与凸轮的当前值不同时可以进入凸轮相位器控制模式。
[0017]凸轮扭矩响应控制模式的执行条件可以包括500RPM至1000RPM的发动机每分钟转数(RPM)和110°C至130°C的机油温度。
[0018]凸轮扭矩响应控制模式的执行条件还可以包括针对排放效果的100° (曲轴转角)/秒的开环响应时间。
[0019]凸轮扭矩响应控制模式可以通过确定锁定销的解锁是否由于第一快速解锁条件延迟来执行。确定出在锁定销的解锁延迟之后是否由于第二快速解锁条件来执行锁定销颤动。当控制中间相位CVVT时，通过控制凸轮扭矩响应控制来执行锁定销颤动。
[0020]第一快速解锁条件可以包括机油温度、发动机RPM和电压。
[0021]第一快速解锁的确定条件可以包括:机油温度> ΤΗ_0(机油温度阈值)、发动机RPM < TH_R(发动机RPM阈值)、以及电压< TH_L(阈值电压)。锁定销的解锁延迟可以在满足全部的确定条件时来确定。
[0022]机油温度可以是110°C至130°C，发动机RPM可以是500RPM至1000RPM，以及电压可以是控制中间相位CVVT中机油的机油流动控制阀门的电压。
[0023]当机油温度的确定条件、发动机RPM的确定条件、以及电压的确定条件中的任意一个确定条件不满足时，锁定销的解锁延迟确定可以终止，并且可以进入立即执行中间相位CVVT控制的凸轮相位器控制模式。
[0024]第二快速解锁条件可以包括曲轴信号同步、每个汽缸的进气门的开启正时确定、凸轮扭矩确定、机油温度检查以及凸轮扭矩相位确定。当凸轮扭矩相位被产生为负凸轮扭矩，并且进气门开启时，可以确定出锁定销颤动。机油温度可以分成大约110°C的第一机油温度和大约130°C的第二机油温度，并且锁定销颤动可以分别在第一机油温度和第二机油温度执行。
[0025]当产生正凸轮扭矩并且进气门关闭时，锁定销颤动可以终止，并且可以进入立即执行中间相位CVVT的控制的凸轮相位器控制模式。
[0026]在凸轮扭矩响应控制中，锁定销颤动可以是供应至机油流动控制阀门(0CV)的脉宽调制(PWM)占空比信号。PWM占空比信号的产生在第二快速解锁条件下可以分成大约110°C的第一机油温度和大约130°C的第二机油温度，并且在第二快速解锁条件下进气门开启时，PWM占空比信号的输出可以被产生为负凸轮扭矩相位。
[0027]根据本发明构思的另一个实施例，在本发明构思的连续可变气门正时系统中，中间相位连续可变气门正时系统包括控制器，其被配置成当发动机运转时控制中间相位CVVTo控制器包括:凸轮扭矩传感器、凸轮相位器控制确定器、凸轮扭矩控制确定器、以及凸轮相位器控制器。凸轮扭矩传感器被配置成使用曲轴信号、冷却水温度以及机油流动控制阀门(0CV)值作为凸轮扭矩感测数据；被配置成通过在开启进气门时产生的负凸轮扭矩和在进气门关闭