用于连续可变阀门升程发动机的控制方法

摘要

本发明涉及一种用于连续可变阀门升程发动机的控制方法。连续可变阀门升程发动机可包括确定发动机是否处于空转状态以及发动机的油温是否在预定的范围内，当发动机处于空转状态并且油温在预定的范围内时将发动机控制在预定的控制状态，以及当将发动机控制在控制状态时有错误产生，测量错误产生时间，并且当错误产生时间超过预设时间，控制发动机的同时将发动机切换到预定的被动状态。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年7月20日提交的韩国专利申请第 10-2012-0079404号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该 引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于连续可变阀门升程（CVVL）发动机的控制方 法。更特别地，本发明涉及一种防止在发动机的空转状态时的敲击现 象的用于CVVL发动机的控制方法。

背景技术

内燃发动机利用设置的点火模式通过使用爆发压力而产生的动力 来燃烧燃料与空气以预定的比率混合的混合气体。

在此情况下，凸轮轴被与曲轴连接的同步带驱动，所述曲轴通过 爆发压力将气缸的线性运动转变为旋转运动以致动进气阀门和排气阀 门，并且同时进气阀门打开，在空气被吸入燃烧室的同时将排气阀门 打开，使在燃烧室内燃烧的气体排出。

在进气阀门和排气阀门的运行中，仅当阀门升程和阀门开启/关闭 时间（正时）根据发动机的旋转速度被控制时，可以保证最理想的发 动机性能。

同样地，CVVL装置得到了发展和应用，其中设计了多个驱动进 气阀门和排气阀门的凸轮或者通过依据发动机RPM（每分钟转数）的 不同阀门升程来执行进气阀门和排气阀门的操作，以适当地根据发动 机的旋转速度来执行进气阀门和排气阀门的操作。

同时，当发动机在空转状态时倾斜，压缩比升高并由于空气量的 突然升高而产生自点火，因而产生了敲击现象。

为了防止这个现象，通常有两种方法可以用于采用CVVL装置的 车辆中，其中一个是通过采用在停驻位置的进气凸轮和高提升阀门升 程来降低有效压缩比，而另一种方法是通过最大地推进进气凸轮和低 提升阀门升程来降低有效压缩比。最大地推进进气凸轮和低提升阀门 升程的第二种方法在燃料效率方面比第一种方法更有优势。

在相关技术中，通过指定在两种方法中的一个，利用降低有效压 缩比来阻止敲击现象，但当发动机处于空转状态时，由于油压不足， 进气凸轮的推进是不可能的。然而，在相关技术中，由于没有提供考 虑到凸轮的推进是不可能的状况的对策，无法采取适当的措施，因而 产生了敲击现象或者燃料效率恶化。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般 背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成 已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于连续可变阀门升程装置的 控制方法，其能够通过有效地降低甚至是在发动机的空转状态下的有 效压缩比来阻止燃油效率的恶化以及敲击现象。

在本发明的一个方面，用于连续可变阀门升程（CVVL）发动机的 控制方法可以包括通过车辆的控制单元确定发动机是否处于空转状态 以及发动机的油温是否在预定的范围内，当发动机处于空转状态并且 油温在预定的范围内时，通过控制单元将发动机控制在预定的控制状 态，当将发动机控制在预定的控制状态时有错误产生，通过控制单元 测量错误产生时间，并且当错误产生时间超过预设时间时，控制发动 机同时将发动机切换到预定的被动状态，其中在预定的控制状态时， CVVL发动机的进气凸轮处于最大推进状态，发动机速度被设置为基 本的空转RPM，并且阀门升程处于预定的高升程状态，并且其中在预 定的被动状态时，进气凸轮处于停驻状态，发动机速度大于基本的空 转RPM，并且阀门升程处于预定的低升程状态。

错误代表进气凸轮没有被推进的状态。

在将发动机控制在预定的控制状态时，控制单元监控凸轮正时以 确定当进气凸轮处于最大推进状态时的凸轮正时与实际测量的凸轮正 时之间的差别大于设定值时，有错误产生。

该方法可进一步包括当进入被动状态后的运行时间大于设定值 时，通过控制单元将发动机切换到预定的控制状态。

该方法可进一步包括通过控制单元对预定的控制状态向被动状态 切换的次数进行计数，并且当计数的次数大于设定值时，强制地使被 动状态维持预定的时间。

高升程表示阀门升程是6mm或更多的状态。

低升程表示阀门升程是2mm或更少的状态。

在本发明的另一方面，控制连续可变阀门升程（CVVL）发动机的 控制系统可包括检测阀门升程值的变量传感器、检测油温的油温传感 器、测量要求的转矩和旋转速度的传感器、检测进气/排气凸轮位置的 位置传感器、检测节流阀门开启水平的节流阀门位置传感器、测量燃 料喷射量的燃料喷射传感器、测量点火正时的传感器、检测凸轮正时 的凸轮传感器，以及接收包括阀门升程值、油温、要求的转矩和旋转 速度、进气/排气凸轮位置、节流阀门开启水平、燃料喷射量、点火正 时以及凸轮正时的信息的控制单元，其中控制单元确定发动机是否处 于空转状态以及发动机的油温是否在预定的范围内，其中当发动机处 于空转状态且油温在预定的范围内时，控制单元将发动机控制在预定 的控制状态下，并且其中当将发动机控制在预定的控制状态下有错误 产生时，控制单元测量错误产生时间，并且当错误产生时间超过预设 时间时，控制发动机的同时将发动机切换到预定的被动状态，其中在 预定的控制状态时，CVVL发动机的进气凸轮处于最大推进状态，发 动机速度被设置为基本的空转RPM，并且阀门升程处于预定的高升程 状态，并且其中在预定的被动状态时，进气凸轮处于停驻状态，发动 机速度大于基本的空转RPM，并且阀门升程处于预定的低升程状态。

错误代表进气凸轮没有被推进的状态。

在将发动机控制在预定的控制状态时，控制单元监控凸轮正时以 确定当进气凸轮处于最大前进状态时的凸轮正时与实际测量的凸轮正 时之间的差别大于设定值时，有错误产生。

当进入被动状态后的运行时间大于设定值时，控制单元将发动机 切换到预定的控制状态。

控制单元对预定的控制状态向被动状态切换的次数进行计数，并 且当计数的次数大于设定值时，强制地使被动状态维持预定的时间。

高升程表示阀门升程是6mm或更多的状态。

低升程表示阀门升程是2mm或更少的状态。

根据本发明的示例性实施方案的连续可变阀门升程发动机的控制 方法，即使在发动机的空转状态下，由于形成不了足够的油压，对控 制状态进行控制是不可能的，控制单元确定了对控制状态进行控制是 不可能的，并且在将发动机向被动状态切换时执行控制，从而防止了 发动机的敲击现象。

此外，根据本发明的示例性实施方案的连续可变阀门升程发动机 的控制方法，当在将发动机控制在被动状态之后运行了预定的时间， 通过将发动机再次切换到控制状态来控制发动机，从而提高了燃料效 率同时防止了敲击现象。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从 并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将 在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附 图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变阀门升程发 动机的控制系统的示意图。

图2为显示根据本发明的另一个示例性实施方案的连续可变阀门 升程发动机的控制方法的流程的流程图。

图3为显示根据本发明的又一个示例性实施方案的强制维持被动 状态的方法的流程的流程图。

应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上 经过简化了的本发明的基本原理的各个特性。在此所公开的本发明的 特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、方向、位置和外形，将部分 地由特定目的应用和使用环境外所确定。

在这些附图中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本发明 的相同或等效的部分。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述 中示出这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进 行描述，但应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性 实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆 盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的 各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

在下文，本发明的示例性实施方案将参照所附附图详细如下描述。

图1为根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变阀门升程发 动机的控制系统的示意图。

如图1所示，控制单元100接收包括阀门升程值、发动机200的 油温、要求的转矩和旋转速度、进气/排气凸轮位置、节流阀门开启水 平、燃料喷射量、点火正时、凸轮正时等等的信息，并且通过使用这 些信息控制连续可变阀门升程（CVVL）210、喷射器220、气缸230， 以及发动机的进气/排气阀门240。

各个传感器例如，检测阀门升程值的变量传感器110、检测油温的 油温传感器120、用于检测要求的转矩和旋转速度的传感器130、用于 检测进气/排气凸轮位置的位置传感器140、检测节流阀门开启水平的 节流阀门位置传感器150、用于检测燃料喷射量的燃料喷射传感器160、 用于测量点火正时的传感器170、检测凸轮正时的凸轮传感器180、检 测进气气量的气流传感器、检测发动机的冷却的水温的水温传感器、 检测进气气温的进气温度传感器等等安装在车辆上以将发动机的运行 状态转换为电信号并将该电信号传输给控制单元100。

控制单元100可以是电控制单元（ECU），并且该ECU分析并确 定从各个传感器接收的电信号以确定车辆以及发动机200的运行状态， 并根据确定的运行状态控制CVVL210、阀门240等等。

发动机200包括CVVL210、喷射器220、气缸230，以及进气或 排气阀门240，并且在阀门打开时连续可变阀门升程装置210连续地改 变阀门升程的高度。

控制单元100接收发动机200上的信息（例如，发动机200的RPM 或者发动机200的负荷、冷却的水温、油温等等）来分辨阀门升程是 否符合高升程驱动条件或低升程驱动条件以致动CVVL210。因此，高 升程表示阀门被提升很高的状态，并且低升程表示阀门被提升较少的 状态。

图2为显示根据本发明的另一个示例性实施方案的连续可变阀门 升程发动机的控制方法的流程的流程图。图3为显示根据本发明的又 一个示例性实施方案的强制维持被动状态的方法的流程的流程图。

参考图2，在步骤S10中，控制单元100确定油温是否在提前设置 的预定的温度范围内。

在一个或多个示例性实施方案中，预定的温度范围可以被预设为 在发动机200允许的油温的最大值与最小值之间的范围。

在步骤S20中，当确定的油温在设置的温度范围内并且依据各个 传感器而判断发动机200的状态为空转状态时，控制单元100将发动 机200控制在预定的控制状态。

在控制状态时，CVVL210的进气凸轮处于最大推进状态，发动机 200的PRM被设置为基本的空转RPM，并且阀门升程处于预定的高升 程状态。

在一个或多个示例性实施方案中，基本的空转RPM可被设置为大 约650到700RPM，并且高升程值可处于阀门升程是6mm或更多的状 态中。因此，控制单元100试图通过控制CVVL210来将阀门升程控制 到6mm或更多，将发动机200的RPM控制到700RPM，并且将进气 凸轮控制为最大的推进状态。

当发动机200根据控制单元100的控制而处于控制状态时，尽管 在气缸230中的有效压缩比降低并且因此发动机200在空转状态时倾 斜，但由于不发生自点火，可以防止敲击。当发动机200处于控制状 态时，通过高升程和进气凸轮的最大推进，在燃料效率方面是有优势 的。

在步骤S30中，控制单元100确定在对控制状态进行控制时是否 有错误产生。

具体而言，错误可被定义为在进气凸轮没有被推进到设定目标（最 大推进）时的不能推进状态。

即是说，控制单元100根据步骤S20将发动机200控制在控制状 态，并且在这种情况下，尽管进气凸轮需要处于最大推进状态，当发 动机200在空转状态时，发动机200的RPM较低，并且油压是不够的， 因而进气凸轮可能没有被推进。

在一个或多个示例性实施方案中，从发动机被控制在控制状态的 时间开始，控制单元100监控凸轮正时以确定当进气凸轮处于最大推 进状态时的凸轮正时与实际测量的凸轮正时之间的差别的移动平均值 大于预定的设定值时，有错误产生。因而，实际的凸轮正时可由凸轮 传感器测量。

当计算出的移动平均值等于或小于设定值，确定没有错误产生， 并且因此控制单元100返回到步骤S20以连续地将发动机200控制在 控制状态。

当计算出的移动平均值大于设定值，控制单元100确定有错误产 生。

在步骤S40中，当有上述的错误产生时，控制单元100测量错误 产生时间，并且当错误产生时间的移动平均值大于预设时间A时，控 制单元100控制发动机200的同时将发动机200切换到预定的被动状 态。

被动状态可被定义为进气凸轮处于停驻状态的状态，发动机200 的速度大于基本的空转RPM，并且阀门升程处于预定的低升程。

在一个或多个示例性实施方案中，在被动状态下，进气凸轮处于 停驻状态，在此状态中进气凸轮没有被推进或是受阻，发动机200的 RPM在被动状态下可以是850RPM，并且低升程可以是阀门升程等于 或小于2mm的状态。

当发动机200处于被动状态时，尽管在气缸230中的有效压缩比 降低并且因此发动机200在空转状态时倾斜，但由于不发生自点火， 可以防止敲击。然而，在燃料效率方面被动状态比控制状态更不具有 优势。

在步骤50中，当控制单元100根据步骤S40进入被动状态后的运 行时间大于预定的时间B，进程返回到步骤S20以将发动机200再次 切换到控制状态。

如上所述，由于在燃料效率方面被动状态比控制状态更不具有优 势，发动机200在运行了预定的时间后，被再次切换到控制状态以提 高燃料效率。

当进程从步骤S50返回到步骤S20时，步骤S30也被再次执行， 并且当控制错误产生的时间超过在步骤S30中的设定时间A，发动机 200被控制的同时被再次切换到步骤40中的被动状态。即是说，重复 步骤S20到S50。

同时，在步骤S60中，当控制状态（S30）被切换到被动状态（S40）， 控制单元100对如图3所示的切换次数进行计数。

在步骤S70中，控制单元100确定计数的次数是否多于提前设置 的设定值C。

在步骤S80中，当计数的次数大于设定值C时，控制单元100强 制地使被动状态维持预定的时间，以防止发动机200被切换到控制状 态。同时，从预定的时间即发动机200的被动状态被强制地维持的时 间之后，进程返回到步骤S20或S40以控制发动机的状态。

在步骤S90中，当计数的次数不大于设定值C时，控制单元100 通过返回步骤S40重复地执行步骤S20到S50。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内” 和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施 方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描 述的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限制为所公开 的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。 选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实 际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各 种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在 由所附权利要求书及其等价形式所限定。