專利名稱：可變氣門時刻控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于ー種致動器的控制技木，且特別是有關(guān)于ー種可變氣門時刻控制系統(tǒng)及方法，其為針對致動器運動延遲造成的時刻誤差的控制。
背景技術(shù)：
由于發(fā)動機可變氣門系統(tǒng)對控制時刻的精確度具有較高的要求，但是電液控制系統(tǒng)的核心是快速換向閥的控制，快速換向閥的精確控制受到溫度、電壓變化，例如線圈的阻抗隨著溫度的變化而變化，工作電壓隨著汽車打開電器的多少而變化等情況，導(dǎo)致同樣控制信號下控制快速換向閥的實際工作電流可能不同，電磁閥動作不準(zhǔn)確。同時，快速換向閥和油缸運動還受到系統(tǒng)油壓、工作油粘度隨著溫度發(fā)生變化的影響，導(dǎo)致運動阻力變化從而影響到電磁閥動作。該種變化導(dǎo)致的直接問題是發(fā)動機可變氣門開啟時刻受到上述各種因素的影響，這種影響導(dǎo)致可變氣門實際運動對應(yīng)于參考信號具有一定的延遲時間，延遲時間還隨著各種外在因素的變化而變化。通過對可變氣門的開關(guān)時刻的計算和循環(huán)間修正控制可以有效地消除系統(tǒng)油壓、工作介質(zhì)粘度及電壓等因素變化或波動對可變氣門開關(guān)時刻的影響，達到對發(fā)動機可變氣門系統(tǒng)對控制時刻的精確度具有較高的要求。其中，上述循環(huán)是指發(fā)動機熱力學(xué)循環(huán)。在目前的相關(guān)系統(tǒng)中，多使用閉環(huán)控制的方法解決可變氣門開關(guān)時刻一致性及重復(fù)性的問題，閉環(huán)控制對硬件系統(tǒng)要求高，比如需要高精度及高響應(yīng)的位移傳感器，成本較高、控制難度大、魯棒性差，這些直接影響發(fā)動機可變氣門系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供ー種可變氣門時刻控制系統(tǒng)，其為針對致動器運動延遲造成的時刻誤差的精準(zhǔn)控制。本發(fā)明的目的還在于提供一種可變氣門時刻控制方法。本發(fā)明提出ー種可變氣門時刻控制系統(tǒng)，包括致動器、致動換向閥、電子控制單元及位移傳感器。電子控制單元對致動換向閥進行控制。位移傳感器用于檢測氣門位移信號。電子控制単元根據(jù)位移傳感器輸入的氣門位移信號計算發(fā)動機氣門開啟及關(guān)閉時刻，并把所述氣門開啟及關(guān)閉時刻轉(zhuǎn)換成致動換向閥驅(qū)動輸出的相應(yīng)切換時刻。在本發(fā)明的一個實施例中，所述可變氣門時刻控制系統(tǒng)還包括啟動換向閥，所述電子控制單兀還控制啟動換向閥驅(qū)動輸出。在本發(fā)明的一個實施例中，所述可變氣門時刻控制系統(tǒng)還包括電動液壓泵，所述電子控制単元還控制電動液壓泵源驅(qū)動輸出。 在本發(fā)明的一個實施例中，所述電子控制單元還包括發(fā)動機控制電子單元及氣門控制單元；所述發(fā)動機控制電子単元根據(jù)所述位移傳感器輸入的氣門位移信號計算發(fā)動機氣門開啟時刻及關(guān)閉時刻；及所述氣門控制單元把所述開啟時刻及關(guān)閉時刻轉(zhuǎn)換成致動換向閥驅(qū)動輸出。在本發(fā)明的一個實施例中，所述電子控制單元檢測發(fā)動機的工作狀態(tài)及動カ需求，確定發(fā)動機氣門的開啟及關(guān)閉時刻，并根據(jù)所述致動器的系統(tǒng)及環(huán)境狀態(tài)把發(fā)動機氣門的開啟及關(guān)閉時刻轉(zhuǎn)換成致動換向閥驅(qū)動輸出的切換時刻，致使所述致動換向閥切換其通電狀態(tài)，以控制所述致動器及發(fā)動機氣門的開啟及關(guān)閉動作。在本發(fā)明的一個實施例中，所述致動器的至少ー個狀態(tài)參數(shù)包括工作介質(zhì)溫度。在本發(fā)明的一個實施例中，所述致動器的至少ー個狀態(tài)參數(shù)包括工作介質(zhì)壓力。本發(fā)明還提供一種可變氣門時刻控制方法，用于上述的可變氣門時刻控制系統(tǒng)，其包括如下步驟測量出氣門運動曲線，根據(jù)設(shè)定的氣門開啟時刻位置閾值及關(guān)閉時刻位置閾值，分別判定氣門開啟起始時刻及關(guān)閉起始時刻，井根據(jù)發(fā)動機進排氣控制算法的需求由氣門控制單元發(fā)出氣門控制信號，并分別得出氣門開啟延遲及關(guān)閉延遲；根據(jù)發(fā)動機進排氣控制算法分別確定出氣門開啟目標(biāo)時刻及關(guān)閉目標(biāo)時刻，并分別得出氣門開啟控制偏差及關(guān)閉控制偏差；分別計算出氣門開啟信號時刻及關(guān)閉信號時刻，并分別得出氣門開啟預(yù)估延遲及關(guān)閉預(yù)估延遲；通過氣門開啟時刻控制偏差及關(guān)閉時刻控制偏差，使用循環(huán)間迭代計算分別得出氣門開啟時刻延遲量修正值及關(guān)閉時刻延遲量修正值；以及分別計算出本次氣門開啟信號時刻及關(guān)閉信號時刻。在本發(fā)明的一個實施例中，所述氣門控制信號是根據(jù)發(fā)動機進排氣控制算法的需求由電子控制單元發(fā)出信號，該信號在氣門開啟信號時刻進行高低切換，在氣門關(guān)閉信號時刻時刻再進行一次高低切換而得出。在本發(fā)明的一個實施例中，所述氣門開啟延遲為氣門開啟起始時刻與氣門開啟信號發(fā)出時刻之差 值；所述氣門關(guān)閉延遲為氣門關(guān)閉起始時刻與氣門關(guān)閉信號發(fā)出時刻之差值；所述氣門開啟控制偏差為氣門開啟目標(biāo)時刻與氣門開啟起始時刻之差值；所述氣門關(guān)閉控制偏差為氣門關(guān)閉目標(biāo)時刻與氣門關(guān)閉起始時刻之差值；所述氣門開啟預(yù)估延遲為氣門開啟目標(biāo)時刻與氣門開啟信號時刻之差值；所述氣門關(guān)閉預(yù)估延遲為氣門關(guān)閉目標(biāo)時刻與氣門關(guān)閉信號時刻之差值。在本發(fā)明的一個實施例中,所述可變氣門時刻控制方法由比例-積分-微分控制算法完成。在本發(fā)明的一個實施例中，所述氣門開啟時刻控制偏差ddtl與氣門開啟時刻延遲量修正值ddt3之間的等式關(guān)系為
權(quán)利要求
1.一種可變氣門時刻控制系統(tǒng)，包括致動器及致動換向閥，其特征在于，該可變氣門時刻控制系統(tǒng)還包括電子控制單元，對致動換向閥進行控制；位移傳感器，用于檢測氣門位移信號 '及電子控制單元根據(jù)位移傳感器輸入的氣門位移信號計算發(fā)動機氣門開啟及關(guān)閉時刻，并把所述氣門開啟及關(guān)閉時刻轉(zhuǎn)換成致動換向閥驅(qū)動輸出的相應(yīng)切換時刻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門時刻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述可變氣門時刻控制系統(tǒng)還包括啟動換向閥，所述電子控制單元還控制啟動換向閥驅(qū)動輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門時刻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述可變氣門時刻控制系統(tǒng)還包括電動液壓泵，所述電子控制單元還控制電動液壓泵源驅(qū)動輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門時刻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制單元還包括發(fā)動機控制電子單元及氣門控制單元；所述發(fā)動機控制電子單元根據(jù)所述位移傳感器輸入的氣門位移信號計算發(fā)動機氣門開啟時刻及關(guān)閉時刻 '及所述氣門控制單元把所述開啟時刻及關(guān)閉時刻轉(zhuǎn)換成致動換向閥驅(qū)動輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門時刻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制單元檢測發(fā)動機的工作狀態(tài)及動力需求，確定發(fā)動機氣門的開啟及關(guān)閉時刻，并根據(jù)所述致動器的至少一個狀態(tài)參數(shù)把發(fā)動機氣門的開啟及關(guān)閉時刻轉(zhuǎn)換成致動換向閥驅(qū)動輸出的切換時刻，致使所述致動換向閥切換其通電狀態(tài)，以控制所述致動器及發(fā)動機氣門的開啟及關(guān)閉動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變氣門時刻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述致動器的至少一個狀態(tài)參數(shù)包括工作介質(zhì)溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變氣門時刻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述致動器的至少一個狀態(tài)參數(shù)包括工作介質(zhì)壓力。
8.—種可變氣門時刻控制方法,用于如權(quán)利要求1所述的可變氣門時刻控制系統(tǒng)，其包括如下步驟測量出氣門運動曲線，根據(jù)設(shè)定的氣門開啟時刻位置閾值及關(guān)閉時刻位置閾值，分別判定氣門開啟起始時刻及關(guān)閉起始時刻，并根據(jù)發(fā)動機進排氣控制算法的需求由氣門控制單元發(fā)出氣門控制信號，并分別得出氣門開啟延遲及關(guān)閉延遲；根據(jù)發(fā)動機進排氣控制算法分別確定出氣門開啟目標(biāo)時刻及關(guān)閉目標(biāo)時刻，并分別得出氣門開啟控制偏差及關(guān)閉控制偏差；分別計算出氣門開啟信號時刻及關(guān)閉信號時刻，并分別得出氣門開啟預(yù)估延遲及關(guān)閉預(yù)估延遲；通過氣門開啟時刻控制偏差及關(guān)閉時刻控制偏差，使用循環(huán)間迭代計算分別得出氣門開啟時刻延遲量修正值及關(guān)閉時刻延遲量修正值；以及分別計算出本次氣門開啟信號時刻及關(guān)閉信號時刻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可變氣門時刻控制方法，其特征在于，所述氣門控制信號是根據(jù)發(fā)動機進排氣控制算法的需求由電子控制單元發(fā)出信號，該信號在氣門開啟信號時刻進行高低切換，在氣門關(guān)閉信號時刻時刻再進行一次高低切換而得出。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可變氣門時刻控制方法，其特征在于，所述氣門開啟延遲為氣門開啟起始時刻與氣門開啟信號發(fā)出時刻之差值；所述氣門關(guān)閉延遲為氣門關(guān)閉起始時刻與氣門關(guān)閉信號發(fā)出時刻之差值；所述氣門開啟控制偏差為氣門開啟目標(biāo)時刻與氣門開啟起始時刻之差值；所述氣門關(guān)閉控制偏差為氣門關(guān)閉目標(biāo)時刻與氣門關(guān)閉起始時刻之差值；所述氣門開啟預(yù)估延遲為氣門開啟目標(biāo)時刻與氣門開啟信號時刻之差值；所述氣門關(guān)閉預(yù)估延遲為氣門關(guān)閉目標(biāo)時刻與氣門關(guān)閉信號時刻之差值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可變氣門時刻控制方法，其特征在于，所述可變氣門時刻控制方法由比例-積分-微分控制算法完成。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可變氣門時刻控制方法，其特征在于，所述氣門開啟時刻控制偏差與氣門開啟時刻延遲量修正值之間的等式關(guān)系為
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可變氣門時刻控制方法，其特征在于，所述循環(huán)間迭代計算中，氣門開啟延遲預(yù)估時間的計算為dtlO (k+1) = dtlO(k) + ddt3(k)，其中ddt3(k)是在第k次運算中由控制算法計算得到；氣門關(guān)閉延遲預(yù)估時間的計算為dt20(k+l) = dt20 (k) + ddt4(k)，其中ddt4(k)是在第k次運算中由控制算法計算得到，其中，k為整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種可變氣門時刻控制系統(tǒng)及方法，所述可變氣門時刻控制系統(tǒng)包括致動器、致動換向閥、電子控制單元及位移傳感器。電子控制單元對致動換向閥進行控制。位移傳感器用于檢測氣門位移信號。電子控制單元根據(jù)位移傳感器輸入的氣門位移信號計算發(fā)動機氣門開啟及關(guān)閉時刻，并把所述氣門開啟及關(guān)閉時刻轉(zhuǎn)換成致動換向閥驅(qū)動輸出的相應(yīng)切換時刻。
文檔編號F01L9/02GK103032179SQ201310000189
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者婁征, 文韶, 朱國明 申請人:江蘇公大動力技術(shù)有限公司