氣門升程控制系統及其控制方法與流程

2024-03-07 07:48:15

本發明涉及汽車控制技術領域，特別涉及一種氣門升程控制系統及其控制方法。

背景技術：

目前，發動機中設置有進氣門和排氣門，當進氣門開啟後，空氣經由進氣門進入氣缸中，與燃油蒸汽混合後燃燒，為發動機提供動力。在發動機領域中，氣門升程指的是氣門從剛剛打開到完全打開所運動的高度，也就是氣門的開啟高度。傳統發動機的氣門升程是固定不變的，發動機處於小負荷運轉狀態時，氣門升程比理想值大，氣體的流動慣性較小，過大的氣門升程不利於在氣缸中形成進氣渦流，使燃油與空氣混合不均勻，不利於燃油的完全燃燒，造成燃油損耗較大；發動機處於大負荷運轉狀態時，氣門升程比理想值小，進氣量不足，從而限制了發動機所能達到的最大功率。

因此，現在有一種氣門升程控制系統，可根據發動機的不同運轉狀態調節進氣門的氣門升程，從而調節進氣量，使得發動機處於小負荷運轉狀態時氣門升程較小，有利於氣體在氣缸中形成進氣渦流，使燃油與空氣混合更均勻，減少燃油損耗較大；發動機處於大負荷運轉狀態時氣門升程較大，進氣量充足，從而使得發動機可以達到最大功率。

但是，在發動機不同運轉狀態下，氣門升程控制系統內的各個零部件會出現不同程度的變形(在發動機小負荷運轉狀態下各零件的變形量較小，發動機大負荷運轉狀態下各零件的變形量較大)，從而使得各進氣門的實際氣門升程與預設氣門升程不符，例如，實際氣門升程小於預設氣門升程會使得發動機進氣量不足，發動機在小負荷運轉狀態時進氣量不足可能導致汽車熄火，發動機在 大負荷運轉狀態時進氣量不足可能導致發動機的動力不足，從而影響發動機的穩定性。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明旨在提出一種氣門升程控制系統，以解決因氣門升程的實際值與預設值不等導致發動機穩定性較差的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種氣門升程控制系統，包括：

用於檢測發動機的轉速的轉速傳感器；

用於檢測所述發動機的氣門的實際氣門升程的氣門升程傳感器；

設置於液壓挺柱的油道上的油壓控制閥；

分別與所述轉速傳感器、所述氣門升程傳感器和所述油壓控制閥信號連接的控制器，所述控制器根據所述轉速傳感器所檢測的轉速信息判斷所述發動機所處狀態，並根據所述發動機所處狀態判斷所述氣門的預設氣門升程，所述控制器根據所述預設氣門升程和所述氣門升程傳感器所檢測的實際氣門升程之間的氣門升程差值調節所述油壓控制閥的開合度，使所述實際氣門升程與所述預設氣門升程相等。

進一步地，所述氣門升程控制系統還包括設置於所述液壓挺柱的油道上的油壓傳感器，所述油壓傳感器與所述控制器信號連接，所述控制器根據所述油壓傳感器所檢測的實際油壓值判斷是否停止對所述油壓控制閥的開合度的調節。

相對於現有技術，本發明所述的氣門升程控制系統具有以下優勢：

由於本發明提供的氣門升程控制系統中，當氣門升程控制系統內的各個零部件之間出現不同程度的變形，使得氣門的實際氣門升程與預設氣門升程不符，控制器會改變油壓控制閥的開合度，使得液壓挺柱的長度改變，從而使得實際氣門升程改變，最終使得實際氣門升程等於預設氣門升程。因此，與現有技術中的氣門升程控制系統相比，本發明的氣門升程控制系統通過改變油壓控制閥的開合度，使得液壓挺柱的長度改變，從而改變實際氣門升程，使得實際氣門 升程與對應的預設氣門升程相等，從而抵消了由於氣門升程控制系統內的各個零部件之間出現不同程度的變形對各氣門的實際氣門升程造成的影響，進而提高了發動機的穩定性。

本發明的另一目的在於提出一種氣門升程控制方法，以解決氣門升程的實際值與預設值不等導致發動機穩定性較差的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種氣門升程控制方法，應用於上述氣門升程控制系統，所述氣門升程控制方法包括：

轉速傳感器檢測發動機的轉速信息並反饋給控制器，所述控制器根據所述發動機的轉速信息判斷所述發動機所處狀態，並根據所述發動機所處狀態判斷氣門的預設氣門升程，所述發動機的轉速信息包括轉速值和轉速值變化情況；

氣門升程傳感器檢測所述氣門的實際氣門升程並反饋給所述控制器；

所述控制器計算所述氣門的實際氣門升程與所述氣門的預設氣門升程之間的氣門升程差值；

所述控制器根據所述氣門升程差值調節與所述氣門相連的液壓挺柱的油道上的油壓控制閥的開合度，使所述氣門的實際氣門升程與所述氣門的預設氣門升程相等。

進一步地，所述控制器根據所述氣門升程差值調節所述油壓控制閥的開合度的步驟具體包括：

所述控制器根據所述氣門升程差值計算所述油道的需求油壓值；

油壓傳感器檢測所述油道中的實際油壓值並反饋給所述控制器；

所述控制器計算所述需求油壓值與所述實際油壓值之間的油壓差值，並根據所述油壓差值調節所述油壓控制閥的開合度；

當所述油壓差值為零時，所述控制器停止對所述油壓控制閥的開合度的調節。

優選地，當所述氣門的數量為兩個，且所述控制器根據所述發動機的轉速信息判斷所述發動機處於小負荷運轉狀態時，兩個所述氣門的預設氣門升程均 為第一預設值。

進一步地，所述控制器根據所述發動機的轉速信息判斷所述發動機處於中負荷運轉狀態時，兩個所述氣門的預設氣門升程分別為第二預設值和第三預設值，所述第二預設值和所述第三預設值均大於所述第一預設值，且所述第二預設值和所述第三預設值之間的差值為1mm～2mm。

優選地，當所述氣門的數量為兩個，且所述控制器根據所述發動機的轉速信息判斷所述發動機處於大負荷運轉狀態時，兩個所述氣門的預設氣門升程均為兩個所述氣門能達到的最大氣門升程。

較佳地，當所述氣門的數量為兩個，且所述控制器根據所述發動機的轉速信息判斷所述發動機處於加速運轉狀態時，所述控制器調節與各所述氣門相對的所述油壓控制閥的開合度，使兩個所述氣門的實際氣門升程逐漸增大。相對於現有技術，本發明所述的氣門升程控制方法具有以下優勢：

所述氣門升程控制方法與上述氣門升程控制系統相對於現有技術所具有的優勢相同，在此不再贅述。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所述的氣門升程控制系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例所述的氣門升程控制系統的系統圖；

圖3為本發明實施例所述的氣門升程控制方法的流程圖一；

圖4為本發明實施例所述的氣門升程控制方法的流程圖二。

附圖標記說明：

1-氣門， 2-液壓挺柱， 3-油道，

10-轉速傳感器， 20-氣門升程傳感器， 30-控制器，

40-油壓控制閥， 50-油壓傳感器。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。

實施例一

請參閱圖1和圖2，本發明實施例一提供了一種氣門升程控制系統，包括：轉速傳感器10、氣門升程傳感器20、油壓控制閥40和控制器30，其中，轉速傳感器10用於檢測發動機的轉速，氣門升程傳感器20用於檢測發動機的氣門1的實際氣門升程，控制器30分別與轉速傳感器10、氣門升程傳感器20和油壓控制閥40信號連接。具體實施時，氣門升程傳感器20可設置於氣門1上或者設置於液壓挺柱2上與氣門1同步運動的區域內，氣門升程傳感器20可以為雷射傳感器；油壓控制閥40設置於液壓挺柱2的油道3上。

在發動機的運轉過程中，轉速傳感器10檢測發動機的轉速信息並反饋給控制器30，控制器30根據轉速信息判斷發動機所處狀態，並根據發動機所處狀態判斷氣門1的預設氣門升程；氣門升程傳感器20檢測所述氣門1的實際氣門升程並反饋給控制器30；控制器30計算氣門1的實際氣門升程與預設氣門升程之間的氣門升程差值，然後根據氣門升程差值調節油壓控制閥40的開合度，從而控制液壓挺柱2的長度，進而使所述氣門1的實際氣門升程與氣門1的預設氣門升程相等。

當氣門升程控制系統內的各個零部件之間出現不同程度的變形，使得氣門1的實際氣門升程與預設氣門升程不符時，控制器30會改變油壓控制閥40的開合度，使得液壓挺柱2的長度改變，從而使得實際氣門升程改變，最終使得實際氣門升程等於預設氣門升程。例如，氣門1的實際氣門升程小於預設氣門升程時，控制器30會增大油壓控制閥40的開度，使得液壓挺柱2變長，從而使得氣門升程增大，最終使實際氣門升程等於預設氣門升程。綜上所述，本發明的氣門升程控制系統通過改變油壓控制閥40的開合度改變液壓挺柱2的長度， 以改變實際氣門升程，使得實際氣門升程與對應的預設氣門升程相等，從而抵消了由於氣門升程控制系統內的各個零部件之間出現不同程度的變形對各氣門1的實際氣門升程造成的影響，進而提高了發動機的穩定性。

上述氣門升程控制系統通過改變油壓控制閥40的開合度來改變液壓挺柱2的油道3內的油壓，從而改變液壓挺柱2的長度，使得實際氣門升程與對應的預設氣門升程相等。由此可知，液壓挺柱2的油道3內的油壓大小將直接影響液壓挺柱2的長度的調節，從而影響對實際氣門升程的調節。為了更加精確控制液壓挺柱2的油道3內的油壓，優選地，請繼續參閱圖1和圖2，液壓挺柱2的油道3上設置有油壓傳感器50，油壓傳感器50與控制器30信號連接，控制器30根據油壓傳感器50反饋的實際油壓值判斷是否停止對油壓控制閥40的開合度的調節。具體地，當油壓傳感器50反饋的實際油壓值等於需求油壓值時，控制器30停止調節油壓控制閥40的開合度。

實施例二

請參閱圖2和圖3，本發明實施例二提供了一種氣門升程控制方法，應用於實施例一提供的氣門升程控制系統中，氣門升程控制方法包括：

步驟100、轉速傳感器10檢測發動機的轉速信息並反饋給控制器30，控制器30根據發動機的轉速信息判斷發動機所處狀態，並根據發動機所處狀態判斷氣門1的預設氣門升程，發動機的轉速信息包括轉速值和轉速變化情況；

步驟200、氣門升程傳感器20檢測氣門1的實際氣門升程並反饋給控制器30；

步驟300、控制器30計算氣門1的實際氣門升程與氣門1的預設氣門升程之間的氣門升程差值；

步驟400、控制器30根據氣門升程差值調節與氣門1相連的液壓挺柱2的油道3上的油壓控制閥40的開合度，使氣門1的實際氣門升程與氣門1的預設氣門升程相等。

由於本發明提供的氣門升程控制方法中，當氣門升程控制系統內的各個零部件之間出現不同程度的變形，使得氣門1的實際氣門升程與預設氣門升程不 符時，控制器30會改變油壓控制閥40的開合度，使得液壓挺柱2的長度改變，從而使得實際氣門升程改變，最終使得實際氣門升程等於預設氣門升程。例如，氣門1的實際氣門升程小於預設氣門升程時，控制器30會增大油壓控制閥40的開度，使得液壓挺柱2變長，從而使得氣門升程增大，最終使實際氣門升程等於預設氣門升程。綜上所述，本發明的氣門升程控制方法通過改變油壓控制閥40的開合度改變液壓挺柱2的長度，以改變實際氣門升程，使得實際氣門升程與對應的預設氣門升程相等，從而抵消了由於氣門升程控制系統內的各個零部件之間出現不同程度的變形對各氣門1的實際氣門升程造成的影響，進而提高了發動機的穩定性。

上述氣門升程控制方法通過控制油壓控制閥40的開合度來改變液壓挺柱2的油道3內的油壓，從而改變液壓挺柱2的長度，使得實際氣門升程與對應的預設氣門升程相等。由此可知，液壓挺柱2的油道3內的油壓大小將直接影響液壓挺柱2的長度的調節，從而影響對實際氣門升程的調節。為了更加精確控制液壓挺柱2的油道3內的油壓，優選地，液壓挺柱2的油道3上設置有油壓傳感器50，油壓傳感器50與控制器30信號連接。此時，請參閱圖4，控制器30根據所述氣門升程差值調節油壓控制閥40的開合度的步驟具體包括：

步驟401、控制器30根據所述氣門升程差值計算油道3的需求油壓值；

步驟402、油壓傳感器50檢測油道3中的實際油壓值並反饋給控制器30；

步驟403、控制器30計算需求油壓值與實際油壓值之間的油壓差值，並根據油壓差值調節油壓控制閥40的開合度；

步驟404、當油壓差值為零時，控制器30停止對油壓控制閥40的開合度的調節。

具體地，控制器30根據氣門升程差值計算需求油壓值的過程可以為：根據氣門升程的差值計算所需的液壓挺柱2的長度，根據所需的液壓挺柱2的長度計算需求油壓值。

上述發動機的轉速信息包括發動機的轉速值和轉速變化情況，根據發動機的轉速值及轉速變化情況可將發動機所處狀態分為以下幾種：小負荷運轉狀態、 中負荷運轉狀態、大負荷運轉狀態和加速運轉狀態。由於發動機的進氣門通常為兩個，因此下面均以氣門1為進氣門，氣門1的數量為兩個，氣門升程傳感器20的數量為兩個為例對發動機處於不同狀態時的氣門升程控制方法進行詳細說明。

當控制器30根據發動機轉速傳感器10反饋的發動機轉速信息判斷此時發動機處於小負荷運轉狀態時，兩個氣門1的預設氣門升程均為第一預設值。也就是說，通過氣門升程控制系統對兩個氣門1的氣門升程的調節，使得兩個氣門1的氣門升程相等且均為第一預設值，從而使得經由兩個氣門1進入氣缸內的氣體的量相等，進而提高發動機的穩定性。

當控制器30根據發動機轉速傳感器10反饋的發動機轉速信息判斷此時發動機處於中負荷運轉狀態時，兩個氣門1的預設氣門升程分別為第二預設值和第三預設值，第二預設值和第三預設值均大於第一預設值，且第二預設值和第三預設值之間的差值為1mm～2mm，例如第二預設值和第三預設值之間的差值為1.5mm。第二預設值和第三預設值均大於第一預設值是為了使兩個氣門1的氣門升程增大，使進入氣缸內的氣體量增多，從而為發動機提供更多的動力。由於兩個氣門1的氣門升程之間存在差值，使得經由兩個氣門1進入氣缸的氣體增強了氣缸內的氣體流動，加快了氣缸內的燃油和氣體的混合，進而提高了燃油利用率。

當控制器30根據發動機轉速傳感器10反饋的發動機轉速信息判斷此時發動機處於大負荷運轉狀態時，兩個氣門1的預設氣門升程均為兩個氣門1所能達到的最大氣門升程。也就是說，當發動機處於大負荷運轉狀態時，調整兩個氣門1的氣門升程，使得兩個氣門1的氣門升程均達到最大氣門升程，此時，兩個氣門1的開度最大，經由兩個氣門1進入氣缸的氣體量最多，使得氣缸內有更多的氣體與燃油蒸汽混合後燃燒，從而為發動機提供更多的動力。

當控制器30根據發動機轉速傳感器10反饋的發動機轉速信息判斷此時發動機處於加速運轉狀態時，控制器30控制油壓控制閥40的開合度，使兩個氣門1的實際氣門升程增大。當發動機處於加速運轉狀態時，發動機的轉速值處 於增加的狀態，此時發動機所需的動力逐漸增大，氣缸內所需的氣體量也隨之增加，因此此時兩個氣門1的氣門升程也應該逐漸增加。控制器30控制油壓控制閥40的開合度，使兩個氣門1的實際氣門升程增大的過程具體可以為：在發動機處於加速運轉狀態的過程中，控制器30逐漸增大各油壓控制閥40的開度，使得各液壓挺柱2的長度逐漸變長，從而逐漸增大各氣門1的氣門升程。上述在發動機處於加速運轉狀態時逐漸增大各氣門1的實際氣門升程的控制方式，可在汽車在加速的過程中，向汽缸中通入充足的氣體，從而為汽車提供充足的動力，從而提高汽車加速時的響應速度。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。