本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門領(lǐng)域，尤其涉及一種節(jié)氣門結(jié)構(gòu)及節(jié)氣門積碳自清潔方法。

背景技術(shù)：

隨著汽車保有量的增加，大多城市都存在著擁堵現(xiàn)象，當(dāng)汽車長(zhǎng)期在中低負(fù)荷的城市工況運(yùn)行時(shí)，含有水蒸氣的油氣通過部分負(fù)荷呼吸管進(jìn)入進(jìn)氣歧管內(nèi)部。油氣與由節(jié)氣門體進(jìn)入的冷空氣進(jìn)行交匯，油氣冷凝形成膠狀物附著在節(jié)氣門體蝶閥上。隨著膠狀物累積量的增加，最終在蝶閥附近形成積碳，直接導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)困難、怠速工作不穩(wěn)定、功率下降、廢氣排放增加和油耗增加等不良后果。

節(jié)氣門積碳是汽車常見的一種故障現(xiàn)象，形成節(jié)氣門積碳的原因主要來自機(jī)油蒸汽、缸內(nèi)汽油揮發(fā)以及廢氣回流，其次是空氣中的微粒和水分，如果能及時(shí)蒸發(fā)掉這部分油氣和水分，降低其對(duì)積碳的吸附能力，節(jié)氣門積碳累積速度會(huì)降低很多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種節(jié)氣門結(jié)構(gòu)及節(jié)氣門積碳自清潔方法，解決了車輛使用過程中節(jié)氣門積碳導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作的問題。

依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種節(jié)氣門結(jié)構(gòu)，包括：

閥體；

安裝在所述閥體上的進(jìn)氣管；

垂直設(shè)置在所述進(jìn)氣管內(nèi)部的蝶閥軸；

安裝在所述蝶閥軸上的蝶閥；

集成在所述蝶閥內(nèi)部的電熱絲；

與所述電熱絲連接的功率調(diào)節(jié)器；以及

與所述功率調(diào)節(jié)器和蝶閥軸連接的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ecu；

其中，所述ecu通過控制所述蝶閥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)蝶閥運(yùn)動(dòng)，獲取預(yù)設(shè)的節(jié)氣門的系統(tǒng)數(shù)值；根據(jù)所述系統(tǒng)數(shù)值獲取節(jié)氣門積碳的程度；根據(jù)所述節(jié)氣門積碳的程度控制功率調(diào)節(jié)器選擇電熱絲的加熱模式，并按照選擇的電熱絲的加熱模式控制電熱絲加熱。

可選地，節(jié)氣門結(jié)構(gòu)還包括：位置傳感器；其中，所述位置傳感器的一端與所述蝶閥軸連接，另一端與ecu連接。

可選地，節(jié)氣門結(jié)構(gòu)還包括：電機(jī)和塑料罩蓋；

所述塑料罩蓋與所述電機(jī)分別與所述閥體連接。

可選地，所述功率調(diào)節(jié)器集成在所述塑料罩蓋內(nèi)部。

可選地，所述位置傳感器設(shè)置在所述塑料罩蓋內(nèi)部。

可選地，所述電熱絲為盤狀。

依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種節(jié)氣門積碳自清潔方法，包括：

獲取預(yù)設(shè)的節(jié)氣門的系統(tǒng)數(shù)值；

根據(jù)所述系統(tǒng)數(shù)值，獲取節(jié)氣門積碳的程度；

根據(jù)所述節(jié)氣門積碳的程度控制功率調(diào)節(jié)器選擇電熱絲的加熱模式；

按照選擇的電熱絲的加熱模式控制電熱絲加熱。

可選地，所述系統(tǒng)數(shù)值包括：節(jié)氣門自清潔時(shí)限、蝶閥運(yùn)動(dòng)的下止點(diǎn)、蝶閥運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)位置、蝶閥運(yùn)動(dòng)時(shí)間和蝶閥加熱時(shí)長(zhǎng)。

可選地，根據(jù)所述系統(tǒng)數(shù)值，獲取節(jié)氣門積碳的程度的步驟包括：

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ecu控制蝶閥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)蝶閥向目標(biāo)位置運(yùn)動(dòng)；

通過位置傳感器獲取蝶閥的位置信號(hào)；

根據(jù)所述位置信號(hào)，確定節(jié)氣門積碳的程度。

可選地，根據(jù)所述位置信號(hào)，確定節(jié)氣門積碳的程度的步驟包括：

若識(shí)別到蝶閥能在預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)到達(dá)目標(biāo)位置，確定節(jié)氣門的積碳程度為第一積碳程度；

若識(shí)別到蝶閥未能在預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)位置，確定節(jié)氣門的積碳程度為第二積碳程度；其中，第二積碳程度大于第一積碳程度。

可選地，根據(jù)所述節(jié)氣門積碳的程度控制功率調(diào)節(jié)器選擇電熱絲的加熱模式的步驟包括：

若節(jié)氣門的積碳程度為第一積碳程度，則選擇部分功率加熱模式；若節(jié)氣門積碳程度為第二積碳程度，則選擇全功率加熱模式。

可選地，按照選擇的電熱絲的加熱模式控制電熱絲加熱的步驟包括：

節(jié)氣門的積碳程度為第一積碳程度時(shí)，按照部分功率加熱模式對(duì)電熱絲加熱第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)；

節(jié)氣門的積碳程度為第二積碳程度時(shí)，按照全功率加熱模式對(duì)電熱絲加熱第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)；其中，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)大于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。

可選地，還包括：

在全功率加熱模式下，控制蝶閥在目標(biāo)位置向下止點(diǎn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)預(yù)設(shè)次數(shù)，并觸發(fā)自清潔故障燈閃爍；

若蝶閥能夠到達(dá)下止點(diǎn)，則確定積碳清除完畢，并控制退出自清潔模式，同時(shí)熄滅自清潔故障燈；

若蝶閥不能運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，則繼續(xù)重復(fù)在目標(biāo)位置步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到節(jié)氣門自清潔時(shí)限，并檢測(cè)確定自清潔過程失敗，觸發(fā)自清潔故障燈常亮并寫入故障內(nèi)存。

本發(fā)明的實(shí)施例的有益效果是：

該方案在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，系統(tǒng)主動(dòng)識(shí)別積碳情況，并選擇適合的自清潔模式，采用節(jié)氣門體蝶閥加熱的工作方式，對(duì)加熱的功率進(jìn)行兩級(jí)控制，通過加熱蒸發(fā)蝶閥上的積碳，實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門體自清潔，可以有效地解決節(jié)氣門積碳的問題，同時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ecu控制策略及節(jié)氣門體設(shè)計(jì)開發(fā)提供參考。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明的節(jié)氣門結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2表示本發(fā)明的電熱絲的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3表示本發(fā)明的節(jié)氣門積碳自清潔方法的流程圖；

圖4表示本發(fā)明的節(jié)氣門積碳自清潔方法的具體流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

實(shí)施例一

如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種節(jié)氣門結(jié)構(gòu)，包括：

閥體1；安裝在所述閥體1上的進(jìn)氣管2；垂直設(shè)置在所述進(jìn)氣管2內(nèi)部的蝶閥軸3；安裝在所述蝶閥軸3上的蝶閥4；集成在所述蝶閥4內(nèi)部的電熱絲41；與所述電熱絲41連接的功率調(diào)節(jié)器；以及，與所述功率調(diào)節(jié)器和蝶閥軸3連接的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ecu；

其中，所述ecu通過控制所述蝶閥軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)蝶閥4運(yùn)動(dòng)，獲取預(yù)設(shè)的節(jié)氣門的系統(tǒng)數(shù)值；根據(jù)所述系統(tǒng)數(shù)值獲取節(jié)氣門積碳的程度；根據(jù)所述節(jié)氣門積碳的程度控制功率調(diào)節(jié)器選擇電熱絲41的加熱模式，并按照選擇的電熱絲41的加熱模式控制電熱絲41加熱。

其中，所述系統(tǒng)數(shù)值包括：節(jié)氣門自清潔時(shí)限、蝶閥運(yùn)動(dòng)的下止點(diǎn)、蝶閥運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)位置、蝶閥運(yùn)動(dòng)時(shí)間和蝶閥加熱時(shí)長(zhǎng)。

該實(shí)施例中，所述蝶閥4的材料選擇耐高溫、高強(qiáng)度、易導(dǎo)熱的材料，蝶閥4內(nèi)部設(shè)計(jì)成盤狀電熱絲41，提高溫升效率，節(jié)氣門體集成功率調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)蝶閥4加熱溫度兩級(jí)調(diào)節(jié)控制。該方案通過識(shí)別蝶閥4運(yùn)動(dòng)的位置，確定節(jié)氣門積碳的嚴(yán)重程度，從而控制電熱絲41按照一定的加熱模式加熱，使蝶閥4上的積碳蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門的自清潔。

本發(fā)明的上述實(shí)施例中，節(jié)氣門結(jié)構(gòu)還包括：位置傳感器；其中，所述位置傳感器的一端與所述蝶閥軸3連接，另一端與ecu連接。

該實(shí)施例中，ecu通過所述位置傳感器獲取蝶閥4的位置信號(hào)，判斷蝶閥4所處的位置是否到達(dá)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的目標(biāo)位置或者下止點(diǎn)位置，確定節(jié)氣門體的積碳嚴(yán)重程度以及積碳是否清潔完畢。

本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述節(jié)氣門結(jié)構(gòu)還包括：電機(jī)5和塑料罩蓋6；

所述塑料罩蓋6與所述電機(jī)5分別與所述閥體1連接。

具體地，所述功率調(diào)節(jié)器集成在所述塑料罩蓋6內(nèi)部。所述位置傳感器設(shè)置在所述塑料罩蓋6內(nèi)部。

該實(shí)施例中，所述功率調(diào)節(jié)器一端所述電熱絲41連接，另一端與所述ecu連接，ecu通過位置傳感器識(shí)別到蝶閥4的位置信號(hào)，并判斷積碳的嚴(yán)重程度后，根據(jù)積碳的嚴(yán)重程度選擇電熱絲41的加熱模式，并通過所述功率調(diào)節(jié)器控制電熱絲41以選擇的加熱模式加熱，蒸發(fā)蝶閥4上的積碳。

其中，所述加熱模式包括：部分功率加熱模式和全功率加熱模式。在系統(tǒng)識(shí)別到節(jié)氣門沒有明顯積碳時(shí)，選擇部分功率加熱模式對(duì)電熱絲41進(jìn)行加熱，在系統(tǒng)識(shí)別到節(jié)氣門積碳嚴(yán)重時(shí)，選擇全功率加熱模式對(duì)電熱絲41進(jìn)行加熱。

如圖2所示，所述電熱絲41為盤狀。

值得指出的是，所述電熱絲41設(shè)計(jì)為盤狀，并集成在所述蝶閥4內(nèi)部，能夠有效提高升溫效率。

實(shí)施例二

如圖3所示，本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種節(jié)氣門積碳自清潔方法，包括：

步驟31、獲取預(yù)設(shè)的節(jié)氣門的系統(tǒng)數(shù)值；

步驟32、根據(jù)所述系統(tǒng)數(shù)值，獲取節(jié)氣門積碳的程度；

步驟33、根據(jù)所述節(jié)氣門積碳的程度控制功率調(diào)節(jié)器選擇電熱絲的加熱模式；

步驟34、按照選擇的電熱絲的加熱模式控制電熱絲加熱。

該實(shí)施例中，在ecu控制節(jié)氣門積碳自清潔前，需要首先判斷車輛系統(tǒng)是否滿足自清潔條件，即汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是否存在與節(jié)氣門體相關(guān)的故障，若自清潔條件不滿足，則直接退出自清潔模式。在確定車輛系統(tǒng)滿足自清潔條件后，對(duì)自清潔過程中的部分系統(tǒng)變量的初始值進(jìn)行預(yù)設(shè)，賦予節(jié)氣門蝶閥控制的目標(biāo)值。

該方案中，節(jié)氣門積碳自清潔的功能主要采用蝶閥加熱的方式，在每次發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)下電的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)判定是否滿足自清潔條件并識(shí)別節(jié)氣門體積碳的程度，選擇不同的加熱模式，控制蝶閥向下止點(diǎn)附近的一個(gè)目標(biāo)位置運(yùn)動(dòng)，如果蝶閥能在指定時(shí)間內(nèi)到達(dá)目標(biāo)位置，就認(rèn)為節(jié)氣門體沒有明顯積碳，從而選擇部分功率加熱模式蒸發(fā)蝶閥上的油污。如果蝶閥未能到達(dá)目標(biāo)位置，就認(rèn)為節(jié)氣門體嚴(yán)重積碳，則選擇全功率加熱模式，使蝶閥在下止點(diǎn)附近停留一定時(shí)間并同時(shí)繼續(xù)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，直到蝶閥可以達(dá)到下止點(diǎn)判斷位置，則認(rèn)為節(jié)氣門再生成功(積碳清除完畢)，或者達(dá)到系統(tǒng)設(shè)置的最大自清潔時(shí)長(zhǎng)，則退出自清潔模式。

具體地，所述系統(tǒng)數(shù)值包括：節(jié)氣門自清潔時(shí)限、蝶閥運(yùn)動(dòng)的下止點(diǎn)、蝶閥運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)位置、蝶閥運(yùn)動(dòng)時(shí)間和蝶閥加熱時(shí)長(zhǎng)。

本發(fā)明的上述實(shí)施例中，根據(jù)所述系統(tǒng)數(shù)值，獲取節(jié)氣門積碳的程度的步驟包括：

ecu控制蝶閥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)蝶閥向目標(biāo)位置運(yùn)動(dòng)；

通過位置傳感器獲取蝶閥的位置信號(hào)；

根據(jù)所述位置信號(hào)，確定節(jié)氣門積碳的程度。

該實(shí)施例中，ecu根據(jù)預(yù)先設(shè)置的蝶閥運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)位置，通過控制蝶閥軸在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使蝶閥向目標(biāo)位置運(yùn)動(dòng)，在蝶閥運(yùn)動(dòng)完成后，通過與蝶閥軸連接的位置傳感器獲取到此時(shí)蝶閥的位置信號(hào)，判斷蝶閥是否運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置。

本發(fā)明的上述實(shí)施例中，根據(jù)所述位置信號(hào)，確定節(jié)氣門積碳的程度的步驟包括：

若識(shí)別到蝶閥能在預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)到達(dá)目標(biāo)位置，確定節(jié)氣門的積碳程度為第一積碳程度；

若識(shí)別到蝶閥未能在預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)位置，確定節(jié)氣門的積碳程度為第二積碳程度；其中，第二積碳程度大于第一積碳程度。

該實(shí)施例中，若通過位置傳感器識(shí)別到蝶閥能夠運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置，則說明蝶閥上沒有明顯積碳，若識(shí)別到蝶閥不能在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)位置，則說明蝶閥上積碳比較嚴(yán)重，從而確定選擇何種加熱模式。

本發(fā)明的上述實(shí)施例中，根據(jù)所述節(jié)氣門積碳的程度控制功率調(diào)節(jié)器選擇電熱絲的加熱模式的步驟包括：

若節(jié)氣門的積碳程度為第一積碳程度，則選擇部分功率加熱模式；若節(jié)氣門積碳程度為第二積碳程度，則選擇全功率加熱模式。

本發(fā)明的上述實(shí)施例中，按照選擇的電熱絲的加熱模式控制電熱絲加熱的步驟包括：

節(jié)氣門的積碳程度為第一積碳程度時(shí)，按照部分功率加熱模式對(duì)電熱絲加熱第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)；

該實(shí)施例中，由于節(jié)氣門沒有明顯積碳，電熱絲以部分功率加熱模式加熱，即可蒸發(fā)掉油污，在加熱第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，直接控制系統(tǒng)退出自清潔模式。

節(jié)氣門的積碳程度為第二積碳程度時(shí)，按照全功率加熱模式對(duì)電熱絲加熱第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)；其中，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)大于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。

本發(fā)明的上述實(shí)施例中，節(jié)氣門積碳自清潔方法還可以包括：

在全功率加熱模式下，控制蝶閥在目標(biāo)位置向下止點(diǎn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)預(yù)設(shè)次數(shù)，并觸發(fā)自清潔故障燈閃爍；

其中，在自清潔過程中，自清潔故障燈以高頻率閃爍，從而提醒駕駛員節(jié)氣門正在自清潔，禁止啟動(dòng)車輛，避免造成危險(xiǎn)。

若蝶閥能夠到達(dá)下止點(diǎn)，則確定積碳清除完畢，并控制退出自清潔模式，同時(shí)熄滅自清潔故障燈；

該實(shí)施例中，如果蝶閥能夠運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，說明蝶閥上的積碳已經(jīng)基本清除完畢，可以控制系統(tǒng)退出自清潔模式。

若蝶閥不能運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，則繼續(xù)重復(fù)在目標(biāo)位置步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到節(jié)氣門自清潔時(shí)限，并檢測(cè)確定自清潔過程失敗，觸發(fā)自清潔故障燈常亮并寫入故障內(nèi)存。

該實(shí)施例中，若蝶閥在自清潔時(shí)限內(nèi)不能運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，證明蝶閥上的積碳沒有清潔完成，系統(tǒng)檢測(cè)自清潔故障，并將故障數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。其中，在自清潔過程中，若達(dá)到系統(tǒng)預(yù)設(shè)的自清潔時(shí)限，不管積碳是否清除完畢，直接退出自清潔模式。

如圖4所示，上述方法的具體實(shí)現(xiàn)過程包括：

步驟41、在發(fā)動(dòng)機(jī)下電后，ecu判斷車輛系統(tǒng)是否滿足自清潔條件，若不滿足，則直接退出自清潔模式；

步驟42、若滿足自清潔條件，則對(duì)自清潔過程中的系統(tǒng)變量的初始值進(jìn)行預(yù)設(shè)，賦予蝶閥控制的目標(biāo)值；

步驟43、通過控制蝶閥向目標(biāo)位置運(yùn)動(dòng)，判斷積碳的嚴(yán)重程度；

步驟44、若蝶閥沒有明顯積碳，則通過功率調(diào)節(jié)器控制電熱絲以部分功率加熱模式加熱，并在完成后退出自清潔模式；

步驟45、若積碳嚴(yán)重，通過功率調(diào)節(jié)器控制電熱絲以全功率加熱模式加熱，并控制自清潔故障燈高頻閃爍；

步驟46、電熱絲以全功率加熱模式加熱預(yù)設(shè)時(shí)間后，通過控制蝶閥向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，檢查積碳是否清除；若清除完畢，則控制退出自清潔模式；

步驟47、若清除未完成，則控制點(diǎn)亮自清潔故障燈，存儲(chǔ)故障數(shù)據(jù)后控制退出自清潔模式。

需要說明的是，該節(jié)氣門積碳自清潔方法是與上述節(jié)氣門結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的方法，上述結(jié)構(gòu)實(shí)施例中所有實(shí)現(xiàn)方式均適用于該方法的實(shí)施例中，也能達(dá)到相同的技術(shù)效果。

本發(fā)明的該實(shí)施例，在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，系統(tǒng)主動(dòng)識(shí)別積碳情況，并選擇適合的自清潔模式，采用節(jié)氣門體蝶閥加熱的工作方式，對(duì)加熱的功率進(jìn)行兩級(jí)控制，通過加熱蒸發(fā)蝶閥上的積碳，實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門體自清潔，可以有效地解決節(jié)氣門積碳的問題，同時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ecu控制策略及節(jié)氣門體設(shè)計(jì)開發(fā)提供參考。

以上所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員來說，在不脫離本發(fā)明所述的原理前提下還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。