用於中間相位類型CVVT系統的電子主動式鎖定銷控制方法與流程

2023-10-17 07:19:09 2

本申請要求2014年10月27日提交的韓國專利申請第10-2014-0146259號的優先權，該申請的全部內容結合於此用於通過該引用的所有目的。

技術領域

本發明的各個方面涉及一種中間相位類型(middle phase type)連續可變氣門正時系統(下文中稱為中間相位類型CVVT)，更具體地，涉及一種使用電子主動式鎖定銷控制方法的中間相位類型連續可變氣門正時系統，其可以在生成中間相位類型CVVT目標值時，通過執行鎖定銷的解鎖和相位控制而將中間相位類型CVVT的目標跟蹤能力改進為一般CVVT發動機水平。

背景技術：

一般而言，相比於CVVT，當中間相位類型CVVT基於凸輪的目標值和當前值之間的差而執行控制時，通過控制在中間位置(不在最滯后角度(retarded angle)(進氣)位置和最提前角度(advanced angle)(排氣)位置)處的凸輪的位置，中間相位類型CVVT具有更迅速的系統響應能力和更廣泛的凸輪使用範圍，進而改進為相對於CVVT具有更高的系統響應能力和燃料效率，更少的排放氣體。

具體地，中間相位類型CVVT使用油流控制閥(OCV)和中間相位類型油流控制閥(OCV)，從而當通過打開/關閉閥釋放電子鎖定銷時，基於跛行模式(limphome mode，也稱故障應急模式)而返回機械默認位置，所述油流控制閥(OCV)安裝於用於CVVT轉子的鎖定銷側通道，所述CVVT轉子在最提前角度和最滯后角度限制鎖定銷，中間相位類型油流控制閥(OCV)用於鎖定銷解鎖通道，所述鎖定銷解鎖通道在中間相位將鎖定銷解鎖。這裡，跛行模式為即使在出現性能 和傳感器工作的問題時，也實施車輛的最小驅動的一種安全功能。

但是，中間相位類型CVVT的鎖定銷使用中間相位類型OCV的電氣信號而控制發動機電子控制單元(ECU)，因此在將電氣信號施加至OCV閥後再到鎖定銷解鎖前，需要物理解鎖時間。

因此，在鎖定銷解鎖前，首先通過將油供應至中間相位類型CVVT的鎖定銷側通道而操作中間相位類型CVVT，這產生轉子和鎖定銷的側向力(side force)以對鎖定銷進行鎖定，進而引起物理鎖定現象以避免鎖定銷解鎖。

特別地，鎖定銷解鎖延遲形成中間相位類型CVVT的凸輪振蕩現象。另外，當不允許鎖定銷解鎖時，不允許進行中間相位類型CVVT操作，結果是，驅動性能可能會惡化並且發動機可能會熄火(stall)。

通過以下方法可以改進由鎖定銷解鎖滯後引起的副作用：在鎖定銷解鎖後，對側向力補償執行中間CVVT輔助控制，並且隨後執行中間相位類型CVVT相位控制，但是從產生CVVT的目標值的正時至CVVT進行移動的正時的滯後時間發生在中間相位類型CVVT中，因此可能無法完全解決動力性能的減小。

公開於本發明的背景部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的各個方面旨在提供一種使用電子主動式鎖定銷控制方法的中間相位類型連續可變氣門正時系統，其在產生中間相位類型CVVT目標值時，通過確定鎖定銷5的默認位置是否是由於跛行模式而形成，基於跛行模式或正常鎖定銷停止(lock pin parking)而將鎖定銷解鎖延遲時間最小化，隨後將中間相位類型CVVT分為主動模式和被動模式，主動模式基於正常鎖定銷的默認位置，被動模式基於由於跛行模式形成的鎖定銷的默認位置，從而對鎖定銷的解鎖進行預輔助或輔助，並且基於中間相位類型CVVT目標值而執行相位控制，特別地，通過在產生中間相位類型CVVT目標值時執行鎖定銷解鎖和相位控制，可以將中間相位類型CVVT的目標跟蹤性能提高至一般CVVT發動機水 平。

根據本發明的各個方面，一種電子主動式鎖定銷控制方法可以包括：(A)當CCVT控制器檢測到中間相位類型CVVT目標值的產生時，檢查是否出現鎖定銷的默認位置；(B)確定檢查到的鎖定銷的默認位置是否是由於鎖定銷停止或跛行模式而形成的；(C)在鎖定銷默認位置是由於鎖定銷停止形成時，在鎖定銷的默認位置進入主動模式中，通過應用中間相位類型油流控制閥(OCV)的控制任務(control duty)而解決鎖定銷解鎖延遲，而在鎖定銷默認位置是由於跛行模式形成時，在鎖定銷的默認位置進入被動模式中，通過不應用將油供應至鎖定銷解鎖油腔室的中間相位類型OCV的控制任務而解決鎖定銷解鎖滯後；(D)在被動模式或主動模式後，執行相位控制模式以跟蹤中間相位類型CVVT目標值。

在主動模式中，(c-1a)可以將保持(holding)控制任務應用至中間相位類型OCV，以及(c-2a)由於保持控制任務，在延伸至鎖定銷解鎖油腔室的鎖定銷解鎖通道中可以形成油的流動，在通過油的流動的油壓條件下，油壓可以小於鎖定銷解鎖壓力，因此鎖定銷可以在油壓作用下處於保持狀態，但是油壓可以大於在延伸至轉子的左鎖定油腔室的OCV的左轉子通道處的左通道關閉閥的通道關閉閥的操作壓力和在延伸至右鎖定銷油腔室的OCV的右轉子通道處的右通道關閉閥的通道關閉閥的操作壓力，以打開左通道關閉閥和右通道關閉閥，從而將油供應至左鎖定銷油腔室或右鎖定銷油腔室。

在被動模式中，(c-1b)可以不將控制任務應用至中間相位類型OCV，由於未應用控制任務，所以可以不在延伸至鎖定銷解鎖油腔室的鎖定銷解鎖通道中形成油的流動，在通過不形成油的流動的油壓條件下，可以不將油壓施加至鎖定銷，但是油壓可以小於在延伸至轉子的左鎖定銷油腔室的OCV的左轉子通道處的左通道關閉閥的通道關閉閥的操作壓力和在延伸至右鎖定銷油腔室的OCV的右轉子通道處的右通道關閉閥的通道關閉閥的操作壓力，以關閉左通道關閉閥和右通道關閉閥，從而防止將油供應至左鎖定銷油腔室和右鎖定銷油腔室。

在相位控制模式中，(d-1)可以將開放(opening)控制任務應用至中間相位類型OCV，以及(d-2)由於開放控制任務，可以在延伸至 鎖定銷解鎖油腔室的鎖定銷解鎖通道中形成油的流動，在通過油的流動的油壓條件下，油壓可以大於鎖定銷解鎖壓力，因此鎖定銷可以在油壓作用下解鎖，並且油壓可以大於在延伸至轉子的左鎖定油腔室的OCV的左轉子通道處的左通道關閉閥的通道關閉閥的操作壓力和在延伸至右鎖定銷油腔室的OCV的右轉子通道處的右通道關閉閥的通道關閉閥的操作壓力，以打開左通道關閉閥和右通道關閉閥，從而將油供應至左鎖定銷油腔室或右鎖定銷油腔室。

根據本發明的各個方面，使用電子主動式鎖定銷控制方法的中間相位類型連續可變氣門正時系統可以包括：左轉子通道和右轉子通道，所述左轉子通道和所述右轉子通道設置於CVVT凸輪，並且延伸至左和右分別形成的左鎖定銷油腔室和右鎖定銷油腔室，所述左鎖定銷油腔室和右鎖定銷油腔室的每個分別通過油壓的作用移動；鎖定銷解鎖通道，其延伸至容納鎖定銷的鎖定銷解鎖油腔室並且形成鎖定銷解鎖分叉通道，所述鎖定銷通過供應的油壓的作用而從鎖定變為解鎖，並且形成鎖定銷解鎖分叉通道，所述鎖定銷解鎖分叉通道分別分叉並連接至左轉子通道和右轉子通道；油流控制閥(OCV)，其分別在左轉子通道和右轉子通道產生油壓；中間相位類型OCV，其在鎖定銷解鎖通道中產生油壓；左通道關閉閥和右通道關閉閥，所述左通道關閉閥和所述右通道關閉閥安裝於左轉子通道和右轉子通道與鎖定銷解鎖通道之間連接的部分處，並且通過鎖定銷解鎖通道的油壓而打開；以及CVVT控制器，其配置為將控制任務應用於OCV，將應用至中間相位類型OCV的控制任務分為保持控制任務和開放控制任務，並且在鎖定銷解鎖通道中形成油壓，從而在保持控制任務時，打開左通道關閉閥和右通道關閉閥。

連接至OCV和中間相位類型OCV以供應油的通道可以從主通道分叉。

應當理解，此處所使用的術語「車輛」或「車輛的」或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船隻，航空器等等，並且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源於非石油的能 源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如汽油動力和電力動力兩者的車輛。

通過納入本文的附圖以及隨後與附圖一起用於說明本發明的某些原理的具體描述，本發明的方法和裝置所具有的其它特徵和優點將更為具體地變得清楚或得以闡明。

附圖說明

圖1為根據本發明的示例性實施方案的示例性電子主動式鎖定銷控制方法的流程圖。

圖2為中間相位類型CVVT的結構圖，在所述中間相位類型CVVT中實施根據本發明的示例性實施方案的示例性電子主動式鎖定銷控制方法。

圖3A和圖3B為基於根據本發明的示例性實施方案的電子主動式鎖定銷控制方法的、中間相位類型油流控制閥(OCV)和中間相位類型CVVT的液壓迴路之間的壓力關係圖。

圖4為顯示了將根據本發明的示例性實施方案的中間相位類型CVVT操作為主動模式時的狀態的圖。

圖5為顯示了將根據本發明的示例性實施方案的中間相位類型CVVT操作為被動模式時的狀態的圖。

圖6為根據本發明的示例性實施方案的中間相位類型CVVT的相位控制的操作狀態圖。

應當了解，所附附圖並非按比例地繪製，而是圖示性地簡化呈現各種特徵以顯示本發明的基本原理。本文所公開的本發明的具體設計特徵(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。

具體實施方式

下面將詳細參考本發明的各個實施方案，這些實施方案的示例被顯示在附圖中並描述如下。儘管本發明將與示例性實施方案相結合進行描述，應當理解本說明書並非旨在將本發明限制為那些示例性實施方案。相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可 以被包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍之內的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。

圖1為顯示了根據本發明的各個實施方案的示例性電子主動式鎖定銷控制方法的流程圖。如圖1所示，當在電子主動式鎖定銷控制中產生中間相位類型CVVT目標值時(S10)，確定鎖定銷的默認位置是否是由於跛行模式(S20)而形成的，並且將中間相位類型CVVT分為基於正常鎖定銷的默認位置的主動模式和基於由於跛行模式形成的鎖定銷的被動模式(S50)。通過控制中間相位類型油流控制閥30而實施主動模式(S40)和被動模式(S50)，因此包括成對的通道關閉閥20-1和20-2，成對的通道關閉閥20-1和20-2在中間相位類型CVVT中連接至中間相位類型OCV30。

圖2顯示了中間相位類型CVVT的詳細組件，其中中間相位類型CVVT包括CVVT凸輪1、轉子3、鎖定銷5、液壓迴路10、油流控制閥(OCV)20、成對的通道關閉閥20-1和20-2以及中間相位類型OCV30。

具體而言，CVVT凸輪1包括轉子3和鎖定銷5，其中轉子3通過油提供的左右運動而實施CVVT凸輪1的最提前角度和最滯后角度的移動，鎖定銷5連接至返回彈簧5-1，當利用轉子3形成側向力時並解鎖鎖定銷5後，返回彈簧5-1在鎖定銷5鎖定時提供回復力(restoring force)。

具體而言，液壓迴路10配置為包括主通道11、成對的轉子通道13和15以及鎖定銷解鎖通道17；主通道11分叉成OCV20和中間相位類型OCV30以分別供應發動機油；成對的轉子通道13和15從OCV20開始分叉延伸至轉子5的左部和右部，從而為轉子5的運動供應油；鎖定銷解鎖通道17具有連接至成對轉子通道13和15的鎖定銷解鎖分叉通道17A，同時從中間相位類型OCV30延伸至CVVT凸輪1，從而為鎖定銷5的解鎖供應油。成對的轉子通道13和15分為左轉子通道13和右轉子通道15，在OCV20中左轉子通道13連接至形成於轉子3的左方的左鎖定銷油腔室13-1，在OCV20中右轉子通道15連接至形成於轉子3的右方的右鎖定銷油腔室15-1。鎖定銷解鎖通道17連接至鎖定銷容納於其中的鎖定銷解鎖油腔室17-1，鎖定銷解鎖分叉通 道17A在連接至鎖定銷解鎖油腔室17-1前的位置處連接至左轉子通道13和右轉子通道15。

具體而言，通過CVVT控制器的控制任務而控制OCV20，以將主通道11的油供應至左鎖定銷油腔室13-1或右鎖定銷油腔室15-1。因此，OCV20的油供應方向產生轉子3的運動，並且轉子3的運動變為CVVT凸輪1的最提前角度和最滯后角度的移動。

具體而言，成對的通道關閉閥20-1和20-2配置為包括左通道關閉閥20-1和右通道關閉閥20-2；左通道關閉閥20-1安裝於左轉子通道13，鎖定銷解鎖分叉通道17A延伸至左轉子通道13；右通道關閉閥20-2安裝於右轉子通道15，鎖定銷解鎖分叉通道17A延伸至右轉子通道15。特別地，通過鎖定銷解鎖通道17的油壓而打開和關閉左通道關閉閥20-1和右通道關閉閥20-2。

具體而言，通過CVVT控制器的控制任務而控制中間相位類型OCV30，以將主通道11的油供應至鎖定銷解鎖油腔室17-1。因此，中間相位類型OCV30供應油以解鎖鎖定銷5，同時控制左通道關閉閥20-1和右通道關閉閥20-2的打開和關閉。特別地，中間相位類型OCV30分為保持控制和開放控制，所述保持控制在打開左通道關閉閥20-1和右通道關閉閥20-2時，通過保持鎖定銷5的油壓而進行控制，所述開放控制在打開左通道關閉閥20-1和右通道關閉閥20-2時，通過解鎖鎖定銷5的油壓而進行控制。

下文中，將參考圖1和圖2對電子主動式鎖定銷控制方法進行詳細描述。這裡，將左轉子通道13定義為C1通道，右轉子通道15定義為C2通道，鎖定銷解鎖通道17定義為C3通道，左鎖定銷油腔室13-1定義為C1腔室，右鎖定銷油腔室15-1定義為C2腔室，左通道關閉閥20-1定義為C1閥，並且右通道關閉閥20-2定義為C2閥。另外，基於壓力大小對施加至液壓迴路10的油壓進行描述，在圖3A和圖3B的中間相位類型CVVT的操作圖中例示了所述壓力大小。

具體而言，與中間相位類型CVVT目標值的產生S10有關，CVVT控制器確定鎖定銷的默認位置是否是由於跛行模式而形成的(如S20)，隨後鎖定銷的默認位置進入主動模式，所述主動模式在中間相位類型CVVT的正常操作狀態中執行(如S40)，或鎖定銷的默認位置進入被 動模式，所述被動模式在中間相位類型CVVT的跛行模式操作狀態中執行(如S50)。

具體而言，當鎖定銷的默認位置進入S20的主動模式時，如在S41中，通過CVVT控制器而將保持控制任務應用於中間相位類型OCV30，中間相位類型OCV30的操作通過應用保持控制任務而操作鎖定銷並打開C1和C2閥(如S42)，因此中間相位類型CVVT變為預輔助操作狀態(如S43)。預輔助操作狀態表示保持控制並且液壓迴路10的油壓具有下述關係。

液壓迴路的油壓：LPunlock_p>C3active_p>Vactive_p，其中LPunlock_p為鎖定銷解鎖壓力，C3active_p為鎖定銷解鎖通道的油壓，Vactive_p為通道關閉閥的操作壓力。

接下來，在操作S43的預輔助後，前進至S70，因此將中間相位類型OCV30控制為打開。

圖4顯示了基於S40的主動模式的中間相位類型CVVT的操作狀態。如圖4所示，CVVT控制器將保持控制任務應用至中間相位類型OCV30，並且將控制任務應用至OCV20，使得主通道11的油在C1通道13、C2通道15和C3通道17中流動。在此情況下，C3通道17的油壓C3active_p大於通道關閉閥的操作壓力Vactive_p，因此當油供應至鎖定銷解鎖油腔室17-1時，打開C1閥20-1和C2閥20-2。另一方面，C3通道17的油壓C3active_p小於鎖定銷解鎖壓力LPunlock_p，使得鎖定銷5不會解鎖並且處於保持狀態。因此，在油供應至C1腔室13-1和C2腔室15-1的狀態下保持鎖定銷5的鎖定，因此當不可以進行相位控制時，在只進行輔助控制的預輔助狀態下控制中間相位類型CVVT。

具體而言，當鎖定銷的默認位置進入S50的被動模式時，如在S51中，通過CVVT控制器而不將控制任務應用於中間相位類型OCV30，中間相位類型OCV30的不操作通過不應用控制任務而操作鎖定銷並關閉C1和C2閥(如S52)，因此中間相位類型CVVT變為輔助操作狀態(如S53)。輔助狀態表示中間相位類型CVVT的跛行模式時的控制並且液壓迴路10的油壓力具有下述關係。

液壓迴路的油壓：Vactive_p>C3active_p，其中Vactive_p為通道關 閉閥的操作壓力，C3active_p為鎖定銷解鎖通道的油壓。

接下來，在操作S53的預輔助後，前進至S70，因此將中間相位類型OCV30控制為打開。

圖5顯示了基於S50的被動模式的中間相位類型CVVT的操作狀態。如圖5所示，CVVT控制器不將控制任務應用至中間相位類型OCV30以避免主通道11的油在C3通道17中流動，並且C3通道17的油壓C3active_p小於通道關閉閥的操作壓力Vactive_p，因此關閉C1閥20-1和C2閥20-2。因此，即使將控制任務應用至OCV30，也切斷了主通道11至C1閥20-1和C2閥20-2的油的供應，因此油不供應至C1腔室13-1和C2腔室15-1。因此，當鎖定銷鎖定於跛行狀態時，C1通道13和C2通道15關閉，因此解決了鎖定銷5的出現延遲時間的問題，所述延遲時間在從CVVT目標值產生的正時至CVVT實際移動的正時中降低動力性能。

具體而言，當前進至S70的中間相位類型CVVT的相位控制時，通過CVVT控制器而將控制任務應用至中間相位類型OCV30，並且中間相位類型OCV30的操作對鎖定銷進行操作，並通過應用開放控制任務而打開C1和C2閥(如S80)，從而基於S10的中間相位類型CVVT目標值而執行相位控制。在此情況下，液壓迴路10的油壓具有下述關係。

液壓迴路的油壓：C3active_p>LPunlock_p，其中C3active_p為鎖定銷解鎖通道的油壓，LPunlock_p為鎖定銷解鎖壓力。

在相位控制的解鎖時停止中間相位類型CVVT相位控制(如S100)。

圖6顯示了中間相位類型CVVT的相位控制的操作狀態。如圖6所示，CVVT控制器將開放控制任務應用至中間相位類型OCV30，並且將控制任務應用至OCV20，使得主通道11的油在C1通道13、C2通道15和C3通道17中流動。在此情況下，C3通道17的油壓C3active_p大於通道關閉閥的操作壓力Vactive_p，因此當油供應至鎖定銷解鎖油腔室17-1時，打開C1閥20-1和C2閥20-2。另外，C3通道17的油壓C3active_p大於鎖定銷解鎖壓力LPunlock_p，使得鎖定銷5解鎖。因此，中間相位類型CVVT通過供應至C1腔室13-1的油，基於CVVT 凸輪1的提前方向移動而執行相位控制，或通過供應至C2腔室15-1的油，基於CVVT凸輪1的滯後方向移動而執行相位控制，所述CVVT凸輪1的提前方向移動與轉子5的運動有關，所述CVVT凸輪1的滯後方向移動與轉子5的運動有關。

如上所述，參考根據本發明的各個實施方案的使用電子主動式鎖定銷控制方法的中間相位類型CVVT，可以在產生中間相位類型CVVT目標值時，通過確定鎖定銷5的默認位置是否是由於跛行模式形成而將中間相位類型CVVT的目標跟蹤能力增加至一般CVVT發動機水平，隨後將中間相位類型CVVT分為基於正常鎖定銷的默認位置的主動模式和基於由於跛行模式形成的鎖定銷的默認位置的被動模式，從而對於鎖定銷的解鎖執行預輔助或輔助。

參考根據本發明的各個實施方案的中間相位類型CVVT，通過沿著OCV對應用的中間相位類型OCV的控制任務的控制，經由對鎖定銷和轉子的側向力補償實施預輔助，可以將基於中間相位類型CVVT目標值的產生的中間相位類型CVVT的目標跟蹤能力提高為一般CVVT發動機水平。

另外，根據本發明的各個實施方案，可以在產生中間相位類型CVVT目標值時，通過確定鎖定銷5的默認位置是否是由於跛行模式形成，基於跛行模式或正常鎖定銷停止而使鎖定銷解鎖延遲時間最小化，隨後將中間相位類型CVVT分為基於正常鎖定銷的默認位置的主動模式和基於鎖定銷的默認位置是由於跛行模式形成的被動模式，從而對鎖定銷的解鎖執行預輔助或輔助，隨後基於中間相位類型CVVT目標值而執行相位控制。

前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出於說明和描述的目的。前面的描述並不旨在成為窮舉的，也並不旨在把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，根據上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案並進行描述是為了解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現並利用本發明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發明的範圍意在由所附權利要求書及其等價形式所限定。