用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的设备和方法技术

一种用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的设备，所述可变气门正时通过相对于内燃发动机的曲轴控制曲轴的旋转相位来改变进气门和排气门的打开和关闭时间，该设备包括控制器，该控制器被配置成确定在进气门和排气门的重叠区域中发动机状态是否进入扫气区并且控制可变气门正时，以根据在发动机状态进入扫气区之后经过的时间段，减少气门重叠时间。

【技术实现步骤摘要】
用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的设备和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年12月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0173877的权益，该申请的全部内容通过引用结合于此。
本公开涉及一种用于控制在内燃发动机中的可变气门正时(variablevalvetiming，VVT)的设备和方法，并且更具体而言，涉及这样一种用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的设备：其能够在扫气(scavenging，清除)状态中防止催化剂伤害，其中，新鲜空气直接从发动机的进气口传输到排气口；及其方法。
技术介绍
近年来，内燃发动机装有涡轮增压器和中间冷却器，以便减少燃料消耗并且获得大输出。在这种内燃发动机中，涡轮增压器的压缩器吸入并且压缩废气或室外空气，使得在该过程中生成的增压空气供应给发动机。图5示出了具有传统的涡轮增压器的发动机。增压空气穿过涡轮增压器20并且通过进气口12供应给在发动机10的气缸16内部的燃烧室11，并且在燃烧室11内燃烧的废气通过排气口13排放。然而，在具有涡轮增压器20的发动机10中，由于在低速和高负荷区中增压升高，所以在进气口12内的进气压力在某些部分大于在排气口13内的排气压力。在这种情况下，如图5所示，在进气门14和排气门15重叠的部分中，新鲜空气30通过进气口12供应并且直接传输到排气口13。由于在扫气状态下扫气效率增大，使得在燃烧室11内的残余气体量减小，所以燃料加注效率增大，并且扭矩增大。传输到排气口13的新鲜空气30的量增大，然而，在扫气状态下，安装在催化剂装置40周围的氧气传感器可以识别到燃烧处于贫燃状态中。由于该确定结果，所以供应给燃烧室11的燃料量增大，使得未燃烧的燃料的量可以在燃烧室11内增多。如果未燃烧的燃料通过排气口13直接传输到催化剂，则未燃烧的燃料与新鲜空气起反应，使得可以在催化剂装置40内发生后燃烧。因此，催化剂的温度提高，使得可以损坏催化剂装置40。以上内容旨在仅仅帮助理解本公开的背景，并非旨在表示本公开落入本领域的技术人员已知的相关技术的范围内。
技术实现思路
因此，本公开致力于解决在相关技术中发生的以上问题，并且本公开提出了一种用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的设备和方法，其能够在具有涡轮增压器的发动机处于扫气状态中时防止在排气系统中损害催化剂装置。根据在本公开中的示例性实施方式的用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的设备包括控制器，该控制器被配置成确定当前发动机状态在进气门和排气门的重叠区域中是否进入扫气区，并且控制VVT，以根据在发动机状态进入扫气区之后经过的时间段，减少气门重叠。通过组合在VVT、发动机的每分钟转数(RPM)、进气口的压力以及发动机的温度之中的至少两个或更多个测量值，控制器可以确定发动机状态是否进入扫气区。控制器可以将在发动机状态进入扫气区之后经过的时间设置为进入时间，并且进行控制，以便在所述进入时间超过恒定的时间段时，通过调整VVT，来减小气门重叠时间(valveoverlapperiod)。控制器可以在发动机状态离开扫气区时测量在发动机离开扫气区之后经过的时间段，并且将从进入时间中减去在发动机状态离开扫气区之后经过的时间段的值设置为新的进入时间，以便调整VVT。根据在本公开中的另一个示例性实施方式的用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的方法包括：确定发动机状态在进气门和排气门的重叠区域中是否进入扫气区；测量在发动机状态进入扫气区之后经过的第一进入时间段；根据进入时间，相对于进气门或排气门，计算VVT的控制校正量；并且通过根据VVT设备的控制校正量调整VVT，减少气门重叠时间。通过组合在VVT、发动机的每分钟转数(RPM)、进气口的压力以及发动机的温度之中的至少两个或更多个测量值，所述确定的步骤可以确定发动机状态是否进入扫气区。所述方法可以进一步包括以下步骤：在进入扫气区之后确定发动机离开扫气区时，测量在发动机状态离开扫气区之后经过的进入时间；并且计算从进入时间中减去在发动机状态离开扫气区之后经过的时间段的值，作为新的进入时间。计算控制校正量的步骤可以通过朝着减小气门重叠的方向增大控制校正量，来计算控制校正量，以便在进入时间超过第一预定值时，减小气门重叠。计算控制校正量的步骤可以通过朝着减小气门重叠的方向减小控制校正量，来计算控制校正量，以便在进入时间等于或小于第一预定值时，增大气门重叠。在所计算的控制校正量变成零“0”时，通过确定不需要控制VVT来调整气门重叠，计算控制校正量的步骤可以结束。根据本公开，具有以下效果：在低速和高负荷区中，可以尽可能减少转矩损失，并且在发动机处于扫气状态下时，随着进入扫气状态内的时间，通过主动调整气门重叠，可以防止损害设置在排气系统内的催化剂装置。附图说明通过结合附图进行的以下详细描述，可以更清晰地理解本公开的以上和其他目标、特征以及优点。图1是示出根据本公开的用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的设备的系统配置的示图。图2是简单示出进气门和排气门的进气和排气时间的示图。图3A和3B是示出根据本公开的用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的方法的流程图。图4A和4B是比较根据本公开的用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的方法的效果和相关技术的效果的示图。图5是示出具有扫气现象的传统内燃发动机的示图。具体实施方式在后文中，参考附图，将详细描述根据本公开的示例性实施方式。图1是示出根据本公开的用于控制在内燃发动机中的可变气门正时的设备的大致系统配置的示图。在发动机10的气缸16内部，设置有通过连接杆18连接至曲轴19的活塞17，并且气缸16的位于活塞17的上部分之上的内部空间形成燃烧室11。涡轮增压器20可以安装在发动机10的进气口12的上游。涡轮增压器20可以通过未示出的压缩机吸入并且压缩废气或室外空气，并且通过进气口12将由该过程增压的空气供应给燃烧室11。从进气口12供应的增压空气可以与通过未示出的燃料喷射气门供应的燃料混合，以形成空气/燃料混合物，然后，在燃烧室11内燃烧。然后，废气可以通过排气口13排放到排气系统中。在排气口13的下游，可以安装催化剂装置40。催化剂装置40是去除包含在废气内的有害气体、烟灰以及有害颗粒材料等的后处理装置。进气门14和排气门15可以分别调整进气口12和排气口13的打开和关闭。进气门14和排气门15可以分别连接至进气曲轴21和排气曲轴22，并且分别根据每个曲轴的旋转而打开和关闭进气口12和排气口13。进气曲轴21和排气曲轴22可以在其每端连接至可变气门正时(VVT)设备23。VVT设备23是能够通过改变进气门14和排气门15的打开和关闭时间，以适合于发动机的旋转速度，来在发动机的低速驱动区和高速驱动区中同时获得高燃料效率和高输出的设备。通过相对于曲轴19将进气曲轴和排气曲轴22的旋转相位改变预定的控制量，VVT设备23可以通过改变气门正时来调整气门正时。图2示出由VVT设备调整在进气门和排气门内的进气和排气时间的过程。在图2示出的实心曲线表示在曲轴21和23的旋转相位控制不由VVT设备23实现时进气门14和排气门15的打开和关闭时间。如图2所示，在气门正时控制不由VVT设备23实现时，排气门15和进气门14均变成朝着提前方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制可变气门正时的设备，所述可变气门正时通过相对于内燃发动机的曲轴来控制进气曲轴和排气曲轴的旋转相位、进而改变在内燃发动机内的进气门和排气门的打开和关闭时间，所述设备包括：控制器，配置成确定在所述进气门和所述排气门的重叠区域中发动机状态是否进入扫气区，其中，所述控制器控制所述可变气门正时，以根据在所述发动机状态进入所述扫气区之后经过的时间段，来减少气门重叠时间。

【技术特征摘要】
2015.12.08 KR 10-2015-01738771.一种用于控制可变气门正时的设备，所述可变气门正时通过相对于内燃发动机的曲轴来控制进气曲轴和排气曲轴的旋转相位、进而改变在内燃发动机内的进气门和排气门的打开和关闭时间，所述设备包括：控制器，配置成确定在所述进气门和所述排气门的重叠区域中发动机状态是否进入扫气区，其中，所述控制器控制所述可变气门正时，以根据在所述发动机状态进入所述扫气区之后经过的时间段，来减少气门重叠时间。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器通过组合在所述可变气门正时、发动机的每分钟转数、进气口的压力以及发动机的温度之中的至少两个测量值，来确定所述发动机状态是否进入所述扫气区。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器将在所述发动机状态进入所述扫气区之后经过的时间段设置为第一进入时间段，并且在所述第一进入时间段超过参考时间段时，则通过调整所述可变气门正时来减小所述气门重叠时间。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述控制器在所述发动机状态离开所述扫气区时测量在所述发动机状态离开所述扫气区之后经过的时间段，并且通过从所述第一进入时间段中减去在所述发动机状态离开所述扫气区之后经过的时间段来设置第二进入时间段，以调整所述可变气门正时。5.一种用于控制可变气门正时的方法，所述可变气门正时通过相对于内燃发动机的曲轴控制进气曲轴和排气曲轴的旋转相位来改变在内燃发动机内的进气门和...

【专利技术属性】
技术研发人员：文治皓，黄圭敏，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR