发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法
阅读说明：本技术 发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法 (Control method for wrap angle and valve overlap angle of engine intake valve ) 是由 张德胜 彭飞 李亮 刘亚奇 晏双鹤 黄松 董鑫 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法,本确定方法包括：检测发动机转速；当发动机转速处于预设转速阈值区间时,以预设间隔逐次调整所述发动机的进气门包角和气门重叠角；根据调整后的所述进气门包角和所述气门重叠角,控制发动机的进气门和排气门动作。本发明所述的确定方法,能够合理确定发动机进气门包角以及气门重叠角,从而降低催化器的进气温度,降低发动机排气污染物含量,并可降低发动机的油耗。(The invention provides a control method of an engine intake valve wrap angle and a valve overlap angle, and the determination method comprises the following steps: detecting the rotating speed of the engine; when the rotating speed of the engine is in a preset rotating speed threshold interval, adjusting an inlet valve wrap angle and an valve overlap angle of the engine at preset intervals; and controlling the actions of an intake valve and an exhaust valve of the engine according to the adjusted wrap angle of the intake valve and the adjusted overlap angle of the valve. The determining method can reasonably determine the wrap angle and the valve overlap angle of the intake valve of the engine, thereby reducing the intake temperature of the catalyst, reducing the content of exhaust pollutants of the engine and reducing the oil consumption of the engine.)
技术领域
本发明涉及发动机控制技术领域，特别涉及一种发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法。
背景技术
汽车行业作为石化能源的最主要消耗者，同时汽车尾气也是大气污染物的重要来源，因此汽车行业仍面临较大的节能减排压力。CVVL(连续式气门升程调节)是发动机使用的较为先进的技术之一，其对发动机油耗和排放都有一定益处，但如何在不同工况使用CVVL依然是一个较为突出的技术问题。现有CVVL系统在低速外特性工况附近，为了提高进气量和充气效率，通常都是使用最大升程和最大包角，相应的VVT控制也倾向于使用较大的气门重叠角，这种CVVL控制策略使得发动机在低速外特性工况出现较强的扫气现象，造成发动机排气道出口及催化器进气温度很高，可能超出催化器能承受的温度限值，造成催化器烧蚀等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法，以能够提高发动机热效率，降低发动机排放。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法，包括：
检测发动机转速；
当发动机转速处于预设转速阈值区间时，以预设间隔逐次调整所述发动机的进气门包角和气门重叠角；
根据调整后的所述进气门包角和所述气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作。
进一步的，所述根据调整后的所述进气门包角和所述气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作包括：
获取每次以预设间隔调整后的所述发动机的进气门包角和气门重叠角所对应的排气污染物含量和/或排气催化器进气温度；
比较每次以预设间隔调整后的所述发动机的进气门包角和气门重叠角所对应的排气污染物含量和/或排气催化器进气温度，并将最低排气污染物含量或最低排气催化器进气温度对应的所述进气门包角和所述气门重叠角，确定为所述发动机的进气门包角和气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作。
进一步的，所述根据调整后的所述进气门包角和所述气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作包括：
获取每次以预设间隔调整后的所述发动机的进气门包角和气门重叠角所对应的排气污染物含量和/或排气催化器进气温度；当所述排气污染物含量或排气催化器进气温度满足预设条件时，按照所述调整后的所述发动机的进气门包角和气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作。
进一步的，所述预设转速阈值区间在1500rpm以下。
进一步的，所述进气门包角为由所述发动机的最大进气门包角按照所述预设间隔递减。
进一步的，所述预设间隔为5°CA，且所述进气门包角的最大减小量在15～20°CA之间。
进一步的，所述气门重叠角中的进气门提前角为由30°CA开始、并以5°CA为间隔递减；所述进气门提前角最大减小量在10～15°CA以下。
进一步的，所述气门重叠角中的排气门迟闭角为由30°CA开始、并以5°CA为间隔递减。
进一步的，所述排气门迟闭角的最大减小量在5～10°CA之间。
进一步的，在所述根据调整后的所述进气门包角和所述气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作之前，还包括：
检测所述发动机的增压器的振动频率；
当增压器振动频率低于增压器喘振判断频率时，再执行根据调整后的所述进气门包角和所述气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作的步骤。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法，通过在预设的转速阈值区间，以预设间隔逐次调整发动机进气门包角和气门重叠角，根据调整后的所述进气门包角和所述气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作。能够降低发动机排放的污染物含量，降低排气催化器的进气温度，提高发动机的热效率，从而有利于车辆的节能减排。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
本实施例涉及一种发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法，该确定方法包括：检测发动机转速；当发动机转速处于预设转速阈值区间时，以预设间隔逐次减小所述发动机的进气门包角和气门重叠角；根据调整后的所述进气门包角和所述气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作。
根据调整后的进气门包角和气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作包括：获取每次以预设间隔调整后的所述发动机的进气门包角和气门重叠角所对应的排气污染物含量和/或排气催化器进气温度；比较每次以预设间隔调整后的所述发动机的进气门包角和气门重叠角所对应的排气污染物含量和/或排气催化器进气温度，并将最低排气污染物含量或最低排气催化器进气温度对应的所述进气门包角和所述气门重叠角，确定为所述发动机的进气门包角和气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作。
本实施例的发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法应用于带有进气CVVL系统以及VVT系统的缸内直喷汽油发动机，该进气CVVL系统可以实现进气门包角在100°CA～200°CA之间连续调节，且该发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法优选应用于发动机处于低速外特性区间，例如发动机的转速阈值区间在1500rpm以下时。
通常情况下，对于带有进气CVVL系统以及VVT系统的缸内直喷汽油发动机，发动机工作在不同转速和负荷区间时，所采用的气门包角和升程有所不同，现有技术中，发动机在低速外特性区间时，发动机的控制策略通常是采用最大包角和升程，同时进气门相较于安装相位的提前开启角度在15～30°CA之间，排气门相较于安装相位的迟闭角度在20～30°CA之间，气门重叠角在35～60°CA之间。
基于以上现有控制策略，由于增压器的增压压力高，进气压力高于排气的背压，发动机在低速外特性点形成了比较明显的扫气过程，缸内没有充分燃烧的混合气被扫气过程扫出，造成原始排放碳氢和一氧化碳较高，同时新鲜充量与未充分燃烧的混合气在车辆催化器的附近产生反应进一步放热，可能超出催化器能承受的温度限制。此外，由于部分混合没有经过充分燃烧就被扫气过程排出，也就需要更多的燃油保证发动机的负荷输出，导致发动机油耗增高。总体来说，现有发动机的控制策略不利于车辆的节能减排，并会降低排气催化器的使用寿命。
在此基础上，对于如何设置进气门包角和气门重叠角，以能够降低催化器的温度，避免超过其温度限值，并有利于车辆的节能减排，发明人提供了上述发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法。
具体确定步骤上，检测发动机转速，当发动机转速处于该阈值区间时，以预设间隔逐次调整发动机的进气门包角和气门重叠角，例如将进气门包角由发动机的最大进气门包角按照预设间隔递减，调整气门重叠角时，将气门重叠角中的进气门提前角由30°CA开始、以预设间隔递减，将气门重叠角中的排气门迟闭角由30°CA开始、以预设间隔递减。
通过上述调整，获取多组进气门包角和气门重叠角的组合，并检测各组进气门包角及气门重叠角所对应的排气污染物含量和/或排气催化器进气温度，将最低排气污染物含量/或排气催化器进气温度对应的所述进气门包角和所述气门重叠角，确定为所述发动机的进气门包角和气门重叠角。
为了减小测试工作量，并能够获取较优的进气门包角和气门重叠角的组合，上述的各预设间隔均优选为5°CA，且进气门包角的最大减小量在15～20°CA之间，进气门提前角的最大减小量在10～15°CA之间，进气门迟闭角的最大减小量优选在5～10°CA之间。
根据以上所述的本发明的确定方法，其一种具体的实施方式如下：
在该实施方式中，调整发动机转速到预设的转速阈值区间，该阈值区间在1500rpm以下。
a.将进气门包角调整为200°CA。
a1.将进气门提前角设置为30°CA，依次测量排气门迟闭角为30°CA时，25°CA时，20°CA时，发动机排气污染物含量C1-C3和/或排气催化器进气温度T1-T3；
a2.将进气门提前角设置为25°CA，依次测量排气门迟闭角为30°CA时，25°CA时，20°CA时，发动机排气污染物含量C4-C6和/或排气催化器进气温度T4-T6；
a3.将进气门提前角设置为20°CA，依次测量排气门迟闭角为30°CA时，25°CA时，20°CA时，发动机排气污染物含量C7-C9和/或排气催化器进气温度T7-T9；
a4.将进气门提前角设置为15°CA，依次测量排气门迟闭角为30°CA时，25°CA时，20°CA时，发动机排气污染物含量C10-C12和/或排气催化器进气温度T10-T12。
b。将进气门包角调整为195°CA。
重复上述a1～a4，测量发动机排气污染物含量C13～C24和/或排气催化器进气温度T13-T24。
c.将进气门包角调整为190°CA。
重复上述a1～a4，测量发动机排气污染物含量C25～C36和/或排气催化器进气温度T25-T36。
d.将进气门包角调整为185°CA。
重复上述a1～a4，测量发动机排气污染物含量C37～C48和/或排气催化器进气温度T37-T48。
e.将进气门包角调整为180°CA。
重复上述a1～a4，测量发动机排气污染物含量C49～C60和/或排气催化器进气温度T49-T60。
在上述测量过程中，如果仅测量了C1-C60，则以C1-C60中最小值对应的进气门包角、气门重叠角确定为发动机的进气门包角和气门重叠角。如果仅测量了T1-T60，则以T1-T60中最小值对应的进气门包角、气门重叠角确定为发动机的进气门包角和气门重叠角。如果同时测量了C1-C60和T1-T60，以C1-C60中最小值对应的进气门包角、气门重叠角确定为发动机的进气门包角和气门重叠角，或者以T1-T60中最小值对应的进气门包角、气门重叠角确定为发动机的进气门包角和气门重叠角。
此外，为了保证增压器不发生喘振，本发明的该发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法中，还优选的增加了对增压器振动频率的测量，由此在增压器振动频率低于增压器喘振发生频率时，将最低排气污染物含量或排气催化器进气温度对应的所述进气门包角和所述气门重叠角，确定为所述发动机的进气门包角和气门重叠角。
具体的，例如在上述测量C1-C60时和/或T1-T60时，增加对增压器振动频率F1-F60的检测，并将F1-F60中低于增压器喘振判断频率，C1-C60或T1-T60中最小值对应的进气门包角和气门重叠角确定为发动机的进气门包角和气门重叠角。
实际测试过程中，通过上述确定方法确定的进气门包角和气门重叠角，与现有催化器进气温度相比，可以将催化器进气温度降低80-90℃，并能够将发动机油耗降低20-25g/kwh。
实施例二
本实施例涉及一种发动机进气门包角及气门重叠角的控制方法，其与实施例一的方案具有大致相同的步骤，不同的地方在于：本实施例中，所述根据调整后的所述进气门包角和所述气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作包括：获取每次以预设间隔调整后的所述发动机的进气门包角和气门重叠角所对应的排气污染物含量和/或排气催化器进气温度；当所述排气污染物含量或排气催化器进气温度满足预设条件时，按照所述调整后的所述发动机的进气门包角和气门重叠角，控制发动机的进气门和排气门动作。
即从上述各测量结果C1-C60和/或T1-T60中，选取满足预设的排气污染物含量和/或排气催化器进气温度的数值，并将该数值对应的进气门包角和气门重叠角确定为发动机的进气门包角和气门重叠角。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：车辆用控制装置、车辆用控制系统以及车辆控制方法