CN112901303A - 发动机及其自清洁方法、车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机及其自清洁方法、车辆，其中，所述发动机，应用于车辆，包括：可变气门正时系统，包括油压控制阀，所述油压控制阀包括阀套和阀杆，所述阀杆在所述阀套内往复运动以从所述阀套的出口排出机油；自清洁控制模块，用于输出自清洁指令；发动机管理系统，分别与所述油压控制阀和所述自清洁控制模块电连接，用于在所述自清洁指令的控制下，驱动所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动。本发明实施例提供的发动机及其自清洁方法、车辆，能够提高发动机的动力性、经济性和排放性能。

Description

发动机及其自清洁方法、车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种发动机及其自清洁方法、车辆。

背景技术

可变气门正时技术(Variable Valve Timing，简称VVT)已经广泛应用到现代发动机中，VVT通过油压控制(OCV)阀输出的机油调节发动机进气气门开启时刻和排气气门开启时刻，来提高充气效率、降低油耗并提升动力。

然而，机油中可能存在污染物和杂质，会导致OCV阀卡滞，从而无法实现系统设定的气门正时，影响发动机的动力性、经济性和排放性能。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种发动机及其自清洁方法、车辆，解决了机油中存在污染物和杂质时，相关技术中的发动机的动力性、经济性和排放性能均较差的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种发动机，应用于车辆，包括：

可变气门正时系统，包括油压控制阀，所述油压控制阀包括阀套和阀杆，所述阀杆在所述阀套内往复运动以从所述阀套的出口排出机油；

自清洁控制模块，用于输出自清洁指令；

发动机管理系统，分别与所述油压控制阀和所述自清洁控制模块电连接，用于在所述自清洁指令的控制下，驱动所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动。

进一步的，所述发动机还包括凸轮轴和气门机构，所述可变气门正时系统还包括调节器；所述气门机构包括进气门和排气门，所述凸轮轴与所述进气门和所述排气门连接，所述调节器基于所述油压控制阀排出的机油驱动所述凸轮轴，以控制所述进气门和所述排气门的开启。

进一步的，所述凸轮轴包括目标靶轮；所述发动机还包括位置传感器，用于检测所述目标靶轮的位置以确定所述凸轮轴的位置。

第二方面，本发明实施例提供了一种发动机的自清洁方法，所述方法包括：

向所述发动机管理系统发送自清洁指令；

所述发动机管理系统在接收到所述自清洁指令后，控制所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动。

进一步的，所述向所述发动机管理系统发送自清洁指令，包括：

检测所述车辆的电子控制单元的输入电压是否发生电位转换；

若所述电子控制单元的输入电压发生电位转换，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令。

进一步的，所述向所述发动机管理系统发送自清洁指令，包括：

检测所述车辆的加速踏板的受压角度和所述发动机的转速；

若所述加速踏板的受压角度为零且所述发动机的转速大于目标转速，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令。

进一步的，所述若所述加速踏板的受压角度为零且所述发动机的转速大于目标转速时，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令之前，还包括：

获取所述发动机的散热系统内的水温参数；

基于所述水温参数确定所述目标转速。

进一步的，所述向所述发动机管理系统发送自清洁指令，包括：

利用位置传感器确定凸轮轴的位置；

若所述凸轮轴的位置与预设位置之间的误差大于预设值，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令。

进一步的，所述发动机管理系统在接收到所述自清洁指令后，控制所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动，包括：

所述发动机管理系统在接收到一次所述自清洁指令后，控制所述阀杆在所述阀套内进行至少两次全程往复运动。

第三方面，本发明实施例提供了一种车辆，所述车辆包括如上所述的发动机。

本发明实施例中，通过自清洁控制模块向发动机管理系统发送自清洁指令，使得发动机管理系统驱动所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动，这样阀杆能够将阀套内的机油全部排出至阀套外，从而避免机油内的杂质导致油压控制阀卡滞的问题，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种发动机的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种发动机的自清洁方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种发动机，应用于车辆，包括：

可变气门正时系统110，包括油压控制阀111，所述油压控制阀111包括阀套和阀杆，所述阀杆在所述阀套内往复运动以从所述阀套的出口排出机油；

自清洁控制模块120，用于输出自清洁指令；

发动机管理系统130，分别与所述油压控制阀111和所述自清洁控制模块120电连接，用于在所述自清洁指令的控制下，驱动所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动。

本发明实施例中，通过自清洁控制模块向发动机管理系统发送自清洁指令，使得发动机管理系统驱动所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动，这样阀杆能够将阀套内的机油全部排出至阀套外，从而避免机油内的杂质导致油压控制阀卡滞的问题，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性能。

上述油压控制阀111包括阀杆和阀套，其中，阀套包括入口和出口，入口用于接收车辆的油箱排出的机油，阀杆用于将从入口进入阀套的机油推至阀套的出口排出，其中，阀杆与阀套配合能够改变机油的油压，这样从入口进入阀套的机油的油压可以与从出口排出阀套的机油的油压不同。

其中，阀杆的形状与阀套内口的形状相适配，从而能够确保阀杆在阀套内运动推出机油时，阀套内不会有残留的机油。上述油压控制阀111可以使电磁阀，此处不作限定。

上述自清洁控制模块120可以是收到用户输入的指令后输出自清洁指令；也可以是按照预设时间周期输出自清洁指令，例如：每隔3天输出至少一次自清洁指令；还可以是检测车辆的预设运行参数，基于预设运行参数的参数值来输出自清洁指令。本发明实施例对此不作限定。

上述发动机管理系统130与自清洁控制模块120电连接，用于接收自清洁指令。上述发动机管理系统130还与油压控制阀110电连接，发动机管理系统130通过发出脉冲宽度调制(Pulse width modulation，简称PWM)信号来控制阀杆在阀套内往复运动。

发动机管理系统130发出的PWM信号的占空比在0％和100％之间切换一次，能够使得阀杆在阀套内进行一次全程往复运动。需要说明的是，上述全程往复运动是指阀杆从第一位置移动到第二位置后又回到第一位置的过程，阀杆在第一位置时，阀套内机油的容量最大，阀杆在第二位置时，阀套内机油全部排出阀套。

通过将阀套内的机油排出阀套能够带走机油内的杂质或污染物，避免油压控制阀卡滞，进而确保可变气门正时系统110能够精确工作，提高发动机内燃料的充分燃烧，既能够提高发动机的动力性、还能够提高发动机的燃烧经济性，且发动机排出的有害物质更少，更加环保。

进一步地，如图1所示，所述发动机还包括凸轮轴140和气门机构150，所述可变气门正时系统110还包括调节器112；所述气门机构150包括进气门和排气门，所述凸轮轴140与所述进气门和所述排气门连接，所述调节器112基于所述油压控制阀111排出的机油驱动所述凸轮轴140，以控制所述进气门和所述排气门的开启。

可变气门正时系统110由油压控制阀(OCV)111和调节器(VCT)112组成，通过调节器112调节发动机的凸轮轴140，来调节进气门和排气门的开度，实现最佳的充气效率，从而达到最佳燃烧效率，提高燃油经济性。

其中，凸轮轴140可以是直接或间接驱动进气门和排气门的开合，此处不作限定。

进一步地，如图1所示，所述凸轮轴140包括目标靶轮；所述发动机还包括位置传感器160，用于检测所述目标靶轮的位置以确定所述凸轮轴140的位置。

由于机油内可能存在污染物和杂质，这会使得油压控制阀111卡滞，造成调节器112对凸轮轴140的调节位置不准确的问题，进而造成发动机的进气门和排气门的开度与最佳开度不同，降低发动机的燃烧效率。

通过位置传感器160确定凸轮轴140的位置，能够判断油压控制阀111是否发生卡滞。例如：通过位置传感器160确定凸轮轴140的位置与预设的位置相同，则可以判断油压控制阀111没有卡滞；通过位置传感器160确定凸轮轴140的位置与预设的位置不同，则可以判断油压控制阀111存在卡滞。

本发明实施例还提供一种发动机的自清洁方法，应用于如上所述的发动机，如图2所示，所述方法包括：

步骤201：向所述发动机管理系统发送自清洁指令；

步骤202：所述发动机管理系统在接收到所述自清洁指令后，控制所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动。

本发明实施例中，通过自清洁控制模块向发动机管理系统发送自清洁指令，使得发动机管理系统驱动所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动，这样阀杆能够将阀套内的机油全部排出至阀套外，从而避免机油内的杂质导致油压控制阀卡滞的问题，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性能。

如图1所示，上述油压控制阀111包括阀杆和阀套，其中，阀套包括入口和出口，入口用于接收车辆的油箱排出的机油，阀杆用于将从入口进入阀套的机油推至阀套的出口排出，其中，阀杆与阀套配合能够改变机油的油压，这样从入口进入阀套的机油的油压可以与从出口排出阀套的机油的油压不同。

其中，阀杆的形状与阀套内口的形状相适配，从而能够确保阀杆在阀套内运动推出机油时，阀套内不会有残留的机油。上述油压控制阀111可以使电磁阀，此处不作限定。

上述自清洁控制模块120可以是收到用户输入的指令后输出自清洁指令；也可以是按照预设时间周期输出自清洁指令，例如：每隔3天输出至少一次自清洁指令；还可以是检测车辆的预设运行参数，基于预设运行参数的参数值来输出自清洁指令。本发明实施例对此不作限定。

上述发动机管理系统130与自清洁控制模块120电连接，用于接收自清洁指令。上述发动机管理系统130还与油压控制阀110电连接，发动机管理系统130通过发出脉冲宽度调制(Pulse width modulation，简称PWM)信号来控制阀杆在阀套内往复运动。

发动机管理系统130发出的PWM信号的占空比在0％和100％之间切换一次，能够使得阀杆在阀套内进行一次全程往复运动。需要说明的是，上述全程往复运动是指阀杆从第一位置移动到第二位置后又回到第一位置的过程，阀杆在第一位置时，阀套内机油的容量最大，阀杆在第二位置时，阀套内机油全部排出阀套。

进一步地，所述向所述发动机管理系统发送自清洁指令，可以包括：

检测所述车辆的电子控制单元的输入电压是否发生电位转换；

若所述电子控制单元的输入电压发生电位转换，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令。

车辆的电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)的输入电压发生电位转换分为两种情况：一、输入电压的电位从高电位转换为低电位，此时ECU处于下电状态；二、输入电压的电位从低电位转换为高电位，此时ECU处于上电状态。

上述ECU处于上电状态或下电状态的情况下，发动机对车辆行驶的影响小，此时向所述发动机管理系统发送自清洁指令，使得发动机管理系统驱动所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动，从而将阀套内的机油排出阀套，达到对行驶影响最小的前提下避免机油内的杂质在阀套内聚集，起到预防油压控制阀卡滞的目的。

进一步地，所述向所述发动机管理系统发送自清洁指令，可以包括：

检测所述车辆的加速踏板的受压角度和所述发动机的转速；

若所述加速踏板的受压角度为零且所述发动机的转速大于目标转速，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令。

上述加速踏板的受压角度是指加速踏板初始状态所在的位置与当前位置之间的夹角。

受压角度为零，说明加速踏板未受到踩踏力，另外，发动机的转速大于目标转速，说明车辆处于高速滑行状态、发动机处于减速断油工况。此时，发动机对车辆行驶的影响小，向所述发动机管理系统发送自清洁指令，使得发动机管理系统驱动所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动，从而将阀套内的机油排出阀套，达到对行驶影响最小的前提下避免机油内的杂质在阀套内聚集，起到预防油压控制阀卡滞的目的。

其中，所述若所述加速踏板的受压角度为零且所述发动机的转速大于目标转速时，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令之前，还可以包括：

获取所述发动机的散热系统内的水温参数；

基于所述水温参数确定所述目标转速。

本实施例中，目标转速与发动机用于散热的水的水温参数相关，例如：水温参数为20℃时，目标转速可以为2000rpm；水温参数为90℃，目标转速可以为1300rpm。

水温参数可以体现发动机的摩擦阻力，水温升高摩擦阻力变小，发动机熄火风险变小，此时可以将目标转速设定得较低。

进一步地，所述向所述发动机管理系统发送自清洁指令，包括：

利用位置传感器确定凸轮轴的位置；

若所述凸轮轴的位置与预设位置之间的误差大于预设值，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令。

本实施例中，所述凸轮轴包括目标靶轮；所述发动机还包括位置传感器，用于检测所述目标靶轮的位置以确定所述凸轮轴的位置。

通过位置传感器确定凸轮轴的位置，能够判断油压控制阀是否发生卡滞。例如：通过位置传感器确定凸轮轴的位置与预设的位置相同，则可以判断油压控制阀没有卡滞；通过位置传感器确定凸轮轴的位置与预设的位置不同，则可以判断油压控制阀存在卡滞。

若凸轮轴的位置与预设位置之间的误差大于预设值，则认为油压控制阀发生了卡滞，此时向所述发动机管理系统发送自清洁指令，使得发动机管理系统驱动所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动，从而将阀套内的机油排出阀套，从而排出引起油压控制阀卡滞的杂质或污染物，以解决油压控制阀卡滞的问题，提高发动机的动力性、经济性和排放性能。

进一步地，所述发动机管理系统在接收到所述自清洁指令后，控制所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动，包括：

所述发动机管理系统在接收到一次所述自清洁指令后，控制所述阀杆在所述阀套内进行至少两次全程往复运动。

本实施例中，发动机管理系统每针对一次自清洁指令会驱动阀杆在所述阀套内进行至少两次全程往复运动，这样多次全程往复运动能够充分清洁阀套内的杂质或污染物，确保自清洁的效果。

本发明实施例还提供一种车辆，该车辆包括上述的发动机，该发动机的结构可以参照上述实施例，具体在此不再赘述。由于在本实施例中，采用了上述实施例中的发动机，因此本发明实施例提供的车辆具有与上述实施例中发动机相同的有益效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发动机，应用于车辆，其特征在于，包括：

可变气门正时系统，包括油压控制阀，所述油压控制阀包括阀套和阀杆，所述阀杆在所述阀套内往复运动以从所述阀套的出口排出机油；

自清洁控制模块，用于输出自清洁指令；

发动机管理系统，分别与所述油压控制阀和所述自清洁控制模块电连接，用于在所述自清洁指令的控制下，驱动所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括凸轮轴和气门机构，所述可变气门正时系统还包括调节器；所述气门机构包括进气门和排气门，所述凸轮轴与所述进气门和所述排气门连接，所述调节器基于所述油压控制阀排出的机油驱动所述凸轮轴，以控制所述进气门和所述排气门的开启。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述凸轮轴包括目标靶轮；所述发动机还包括位置传感器，用于检测所述目标靶轮的位置以确定所述凸轮轴的位置。

4.一种发动机的自清洁方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3中任一项所述的发动机，所述方法包括：

向所述发动机管理系统发送自清洁指令；

所述发动机管理系统在接收到所述自清洁指令后，控制所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向所述发动机管理系统发送自清洁指令，包括：

检测所述车辆的电子控制单元的输入电压是否发生电位转换；

若所述电子控制单元的输入电压发生电位转换，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向所述发动机管理系统发送自清洁指令，包括：

检测所述车辆的加速踏板的受压角度和所述发动机的转速；

若所述加速踏板的受压角度为零且所述发动机的转速大于目标转速，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述若所述加速踏板的受压角度为零且所述发动机的转速大于目标转速时，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令之前，还包括：

获取所述发动机的散热系统内的水温参数；

基于所述水温参数确定所述目标转速。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向所述发动机管理系统发送自清洁指令，包括：

利用位置传感器确定凸轮轴的位置；

若所述凸轮轴的位置与预设位置之间的误差大于预设值，则向所述发动机管理系统发送自清洁指令。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发动机管理系统在接收到所述自清洁指令后，控制所述阀杆在所述阀套内进行全程往复运动，包括：

所述发动机管理系统在接收到一次所述自清洁指令后，控制所述阀杆在所述阀套内进行至少两次全程往复运动。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-3中任一项所述的发动机。

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