[发明专利]内燃机进排气门控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机进排气门控制方法，以实现涡轮增压内燃机的高压缩比低膨胀比或低压缩比高膨胀比两种驱动模式和以进为进-以排为排的制动模式，自然吸气内燃机的制动模式所要求的进排气门事件，属于内燃机进排气系统和制动领域。

背景技术

一方面，随着内燃机保有量的急剧增加，世界石油价格的不断上涨，大气污染的日益严重，如何有效地提高内燃机效率和降低排放的问题日益紧迫，而涡轮增压内燃机因具有高效率低排放的优势，所占比例越来越大。目前涡轮增压内燃机主要存在以下问题：

1)高速大负荷时涡轮叶片的热负荷过高、在低速下扭矩降低严重、低负荷下燃油消耗率增加以及加速工况下进气增压压力上升的响应性明显变差等问题。

2)高原环境下，动力性变差，低温启动慢，加速时间长，而如何使涡轮增压内燃机在高原环境下良好运行成为急需解决的一大问题。

3)当进气压力增加后，气门启闭规律对内燃机进排气过程的影响程度大大增加，因此，可变气门技术系统的开发及其控制方法的研究至关重要。

另一方面，内燃机保有量的急剧增加，车辆安全性越来越受到人们的重视，越来越多的国家将辅助制动系统列为车辆必备的附件之一。然而目前辅助制动系统大多存在制动部件过热、制动效率降低过快、制动效率可控程度低、车辆制动时容易跑偏、制动系统占用有限的车辆空间等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述内燃机研究领域的问题，利用可变气门驱动系统在涡轮增压内燃机上实现高压缩比低膨胀比或低压缩比高膨胀比两种驱动模式，以达到全面提高涡轮增压内燃机的低速大扭矩工况和高原工况的动力性，提高启动性、加速性，以及高速性能的目的；利用可变气门驱动系统在自然吸气内燃机和涡轮增压内燃机上分别实现不同制动模式，以达到将720°/循环的内燃机变为360°/循环的压气机，取代车辆辅助制动系统来实现内燃机制动，并且调节气门的开启参数实现制动效果可调的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内燃机进排气门控制方法，对涡轮增压内燃机或自然吸气内燃机的进排气门采用可变进气门系统和可变排气门系统进行控制，可变进气门系统的第1进气门控制信号控制进气门供油电磁阀的开启正时和进气门泄油电磁阀的关闭正时，决定进气门的开启正时；第2进气门控制信号控制进气门供油电磁阀的开启持续期，决定进气门的升程；第3进气门控制信号控制进气门泄油电磁阀的关闭持续期，决定进气门的关闭正时；所述可变排气门系统的第1排气门控制信号控制排气门供油电磁阀的开启正时和排气门泄油电磁阀的关闭正时，决定排气门的开启正时；第2排气门控制信号控制排气门供油电磁阀的开启持续期，决定排气门的升程；第3排气门控制信号控制排气门泄油电磁阀的关闭持续期，决定排气门的关闭正时；第4控制信号控制在压缩机后的进气管和涡轮增压器前的排气管之间的气阀的启闭状态；在涡轮增压内燃机低速大扭矩工况、高原环境和加速工况下，采用高压缩比低膨胀比循环进行控制，通过控制进排气门系统来提前开启排气门，提前开启进气门，增加进气门升程，推迟关闭进气门；在涡轮增压内燃机高速大负荷工况下，采用低压缩比高膨胀比循环进行控制，通过控制进排气门系统来推迟开启排气门，提前开启进气门，降低进气门升程，提前关闭进气门，同时，打开在压缩机后的进气管和涡轮增压器前的排气管之间的气阀；在冷启动时，推迟开启排气门，减小排气门升程，提前关闭排气门，提前开启进气门，增加进气门升程，提前关闭进气门；按照内燃机制动的要求来调节气门开启参数，对涡轮增压内燃机采用以进为进-以排为排的制动模式，通过控制进排气门系统，在上止点前后两次启闭排气门，在下止点附近启闭进气门。

自然吸气内燃机按照制动的要求来调节气门开启参数，通过控制进排气门系统，在上止点前后两次启闭进气门或排气门，在下止点附近启闭进气门或排气门。

涡轮增压内燃机低速大扭矩工况、高原运行工况和加速工况下，当涡轮增压器的进气增压程度低于内燃机相应工况的进气增压设定值时，则基于高压缩比低膨胀比的热力循环，采用以下方式：电控单元通过控制第1排气门控制信号，减小排气门供油电磁阀的开启正时和排气门泄油电磁阀的关闭正时，提前开启排气门；电控单元通过控制第1进气门控制信号，减小进气门供油电磁阀的开启正时和进气门泄油电磁阀的关闭正时，提前开启进气门；电控单元通过控制第2进气门控制信号，增加进气门供油电磁阀的开启持续期，增加进气门的升程；电控单元通过控制第3进气门控制信号，增加进气门泄油电磁阀的关闭持续期，推迟关闭进气门。