CN102966409B - 一种曲轴箱通风电子控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴箱通风控制方法，包括以下步骤，1）采集曲轴箱内部压力信息并传送至ECU处理，以判断曲轴箱内压力大小：若判断压力在正常范围内，继续步骤1）；若判断压力超出正常范围，转入步骤2）；2）分析处理步骤，采集车辆工作状态信息并传送ECU处理，所述ECU根据车辆工况调整输出电流大小，实现PCV阀的阀片开度的控制；3）反馈步骤，检测阀门开度大小并传送ECU处理：若阀片开度与预设值相同，返回步骤1）；若阀片开度与预设值不同，继续步骤2）。本发明采用电子控制技术对发动机曲轴箱通风系统进行实时的闭环控制控，使曲轴箱压力保持在设定范围内，可精准地控制发动机曲轴箱压力。

Description

一种曲轴箱通风电子控制方法及系统

技术领域

本发明属于汽车电子技术领域，涉及一种曲轴箱的通风控制技术。

背景技术

强制式曲轴箱通风系统又称PCV系统，它是国家强制性法规要求的必备装置。在发动机工作时，会有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由气缸窜入曲轴箱内。当发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏入曲轴箱。这些物质如不及时清除，将加速润滑油变质并使机件受到腐蚀或锈蚀。又因为窜入曲轴箱内的气体中含有HC、CO及其他污染物，按照国家规定：不准许把这种有害气体排放到大气中。现代汽车发动机所采用的强制式曲轴箱通风系统，就是防止曲轴箱内的有害气体排放到大气中的净化装置。

全球的汽车市场对于排放的要求越来越严格，汽车发动机曲轴箱通风系统设计的优劣对于防止机油变质和稀释、排放起着比较重要的影响。传统的曲轴箱通风系统大多采用的是曲轴箱强制通风装置，包括油气分离系统和PCV系统，该装置通过机械式PCV阀调整曲轴箱与进气管之间的压力差以控制废气排出量的大小，使曲轴箱压力稳定在合适的范围内。当发动机工作时，进气管真空度吸引新鲜空气经空气滤清器、空气软管进入气缸盖罩，再由汽缸盖和机体上的孔道进入曲轴箱。在曲轴箱内新鲜空气和曲轴箱气体混合后经汽缸盖罩、PCV阀和曲轴箱气体软管进入进气管，最后经进气门进入燃烧室烧掉。根据发动机不同的工况，PCV阀的开度不同，通过的空气量也不同，由此对曲轴箱通风进行控制。

常用的PCV阀为柱塞式结构，由壳体、阀芯、阀孔圈、主副弹簧等零部件组成，PCV阀通过弹簧感应阀两侧压差，推动阀芯的运动控制气流量的大小。该类型PCV阀有以下缺点：1、柱塞式PCV阀的工作特性参数要根据发动机各种工况及各工况时曲轴箱窜气量的大小等因素综合要求确定，流量特性的计算设计不够精准导致设计难度较大。2、很难根据汽车的不同工况相应地做出精确和及时地调整，不能在所有工况下达到理想的曲轴箱压力的技术要求。3、PCV阀易磨损发生漏气现象，导致怠速过高和转速不稳故障。4、冬季容易结冰导致卡死故障。因此，有必要提供一种曲轴箱通风的控制方法和系统，实现曲轴箱压力的精确控制，以避免上述的不足的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子PCV控制系统和曲轴箱通风电子控制方法，以实现对发动机曲轴箱压力的实时与准确控制。

本发明的方案如下：

一种曲轴箱通风电子控制方法，包括以下步骤，

1)采集曲轴箱内部压力信息并传送至ECU处理，以判断曲轴箱内压力大小：若判断压力在正常范围内，继续步骤1)；若判断压力超出正常范围，转入步骤2)；

2)分析处理步骤，采集车辆工作状态信息并传送ECU处理，所述ECU根据车辆工况调整输出电流大小，实现PCV阀的阀片开度的控制；

3)反馈步骤，检测阀门开度大小并传送ECU处理：若阀片开度与预设值相同，返回步骤1)；若阀片开度与预设值不同，继续步骤2)。

所述步骤2)具体包括以下步骤：a)、若气体压力过大时，ECU处理器控制输出的电流变大，阀片开度变大，输出的废气多，曲轴箱内的压力变小，直至降低到合适的压力；

b)、若气体压力过小时，ECU处理器控制输出的电流变小，阀片开度变小，输出的废气减少，曲轴箱内的压力变大，直至升高至到合适的压力。

所述步骤2)中的工况信息包括发动机油门信号以及车速信号信息。

本发明还公开一种用于实现曲轴箱通风电子控制方法的电子PCV阀组件，包括PCV阀、直流电机以及阀片角度位置传感器，所述PCV阀包括位于阀体出气口上的阀门，以及位于所述阀体中的阀片和复位弹簧，所述直流电机与所述复位弹簧分别与所述阀片相连，两者配合控制所述阀片转动相应的角度，所述阀片角度位置传感器位于所述阀片上以监测所述阀片偏转角度。

优选的，所述阀门为单向阀。

本发明同时公开了一种电子曲轴箱通风控制系统，包括ECU、油气分离器以及管路，还包括分别与所述ECU相连的传感器模块以及电子PCV阀组件，所述传感器模块采集曲轴箱压力及车辆工况信息并反馈至ECU处理，所述电子PCV阀组件的直流电机经由电机驱动电路与所述ECU相连，所述ECU采集并分析所述信息后计算系统所需电流大小，以控制所述电子PCV阀组件的开闭及开启程度。

所述传感器模块包括加速踏板位置传感器、车速传感器，以及发动机曲轴箱压力传感器，所述加速踏板位置传感器采集发动机油门信号，判定发动机油门的变化，所述车速传感器采集车速信号，判定发动机处于停车怠速工况或行车怠速工况，所述发动机曲轴箱压力传感器监测发动机本体内部的气体压力。

本发明的有益效果如下：

电子PCV控制系统采用电子控制技术对发动机曲轴箱通风系统进行实时的闭环控制控，ECU监测曲轴箱压力数据的变化情况,同时根据发动机运行工况，使电子PCV阀组件上的阀片转动到设定的位置，来改变发动机曲轴箱废气排出量的大小。

本发明所公开的曲轴箱通风电子控制方法对曲轴箱压力进行闭环控制，实时控制曲轴箱压力，使曲轴箱压力保持在设定范围内，可精准地控制发动机曲轴箱压力，使曲轴箱压力满足发动机各种工作状态下设计要求，在倾斜或高、低温环境下曲轴箱通风系统均能正常工作，且有效防止机油变质、稀释、烧机油及油封渗漏机油等故障，从而使车辆获得更令人满意的排放性能。

附图说明

图1是本发明电子PCV组件一实施例的结构示意图；

图2是本发明曲轴箱通风控制系统一实施例的模块示意图；

图3是本发明曲轴箱通风控制系统一实施例的硬件连接示意图；

图4是本发明控制方法的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种电子PCV阀组件100，包括PCV阀110、直流电机120以及阀片角度位置传感器130，PCV阀110包括位于阀体出气口上的阀门112，以及位于阀体中的阀片114和复位弹簧116，直流电机120以及复位弹簧116分别与阀片114相连，两者配合控制阀片114转动相应的角度，阀片角度位置传感器130位于阀片114上，以监测阀片114偏转角度。

电机120在外部控制下会产生相应的扭矩并施加给阀片的旋转轴，当电机120所产生的扭矩与复位弹簧116提供的拉力数值相等时，PCV阀110的阀片114会处于相应的一个角度，从而通过电机和复位弹簧116的配合将阀片控制在相对应的转角，实现对PCV阀110处的流量进行调整和控制。

本实施例中，阀门112为单向阀。可防止在发动机回火时气体倒流入曲轴箱内部。

如图2所示，本发明还公开了一种应用上述电子PCV阀100的电子曲轴箱通风控制系统，该电子曲轴箱通风控制系统包括ECU200、油气分离器、管路，分别与ECU200相连的传感器模块以及电子PCV阀组件100，传感器模块采集曲轴箱压力及车辆工况信息并反馈至ECU200处理，电子PCV阀组件100的直流电机120经由电机驱动电路与ECU200相连，ECU200采集并分析信息后计算系统所需电流大小，ECU200输出控制信号给电机控制信号，控制电子PCV阀组件100的开闭及开启程度。

传感器模块包括加速踏板位置传感器410、车速传感器420，以及发动机曲轴箱压力传感器430，加速踏板位置传感器410采集发动机油门信号，判定发动机油门的变化，车速传感器420采集车速信号，判定发动机处于停车怠速工况或行车怠速工况，发动机曲轴箱压力传感器430监测发动机本体内部的气体压力。

ECU200在标定时，针对发动机各种工况进行测试，并对每个工况点进行测试调整，使曲轴箱压力处于最佳压力范围内，最后将该标定数据存储在ECU200中。系统工作时，加速踏板位置信号(判定发动机油门加大或减小)、车速传感器信号(判定发动机是停车怠速工况或行车怠速工况)、发动机曲轴箱信号反馈到ECU后，经ECU200(运行程序需根据发动机不同工况和曲轴箱压力进行标定)运算处理后，ECU200发出指令通过电机驱动电路对直流电机120进行控制，即对电机输入电流大小进行控制，驱动电子PCV阀组件100上的电动机转动，从而带动阀片旋转到指定开度，控制废气排出量的大小。

一般柴油机的曲轴箱压力要求保证在-2.5kPa～1kPa；汽油机的曲轴箱压力要求保证在-2.5kPa～0kPa。当曲轴箱压力大于或小于这个范围时，ECU200监测曲轴箱压力数据的变化情况,同时根据发动机运行工况，使电子PCV阀组件100上的阀片转动到设定的位置，来改变发动机曲轴箱废气排出量的大小，对曲轴箱压力进行闭环控制，实时控制曲轴箱压力，使曲轴箱压力保持在设定范围内。

电子PCV阀组件100在车辆中的硬件连接安装示意图如图3所示，曲轴箱的出气口与电子PCV阀组件100的入口端连接，电子PCV阀组件100的出口端与废气排出软管连接，废气排出软管另一端与进气歧管连接。当发动机工作时，曲轴箱内的废气经电子PCV阀组件100、废气排出软管、进气歧管后被吸入到气缸中参与燃烧，另一方面，新鲜空气经空气滤清器、进气软管进入曲轴箱内。连接管路的设计、制造和形状可按整机布置要求进行，对软管进行设计和制造。

本发明所公开的电子曲轴箱通风控制系统是对传统曲轴箱通风控制系统的改进，该技术可适用于轿车、载货汽车及其他陆用车辆的内燃机，该内燃机属于往复式，不含转子式、自由活塞式，其中包括点燃式及压燃式汽油机或柴油机。

如图4所示，一种曲轴箱通风控制方法，包括以下步骤：

1)采集曲轴箱内部压力信息并传送至ECU200处理，以判断曲轴箱内压力大小：若判断压力在正常范围内，继续步骤1)；若判断压力超出正常范围，转入步骤2)；若判断压力在合理范围内，ECU200处理器通过判断后输出给电机的电流不变，此时阀片114的角度不变

2)分析处理步骤，采集车辆工况信息并传送ECU200处理，ECU200根据车辆工况调整输出电流大小，实现PCV阀110的阀片开度的控制；当ECU200接收的工况信息超出合理范围时，ECU200处理器通过判断后通过调整输出给电机的电流大小，使得阀片114的角度进行相应变化，适时适量的对通过电子PVC阀的流量进行控制。

步骤2)具体包括以下判断步骤：

a)、若判断气体压力过大时，ECU200处理器控制输出给电机的电流变大，阀片114开度变大，输出的废气多，使得曲轴箱内的压力变小，直至降低到合适的压力；

b)、若气体压力过小时，ECU200处理器控制输出给电机的电流变小，阀片114开度变小，输出的废气减少，使得曲轴箱内的压力变大，直至升高至到合适的压力。

3)反馈步骤，检测阀门开度大小并传送ECU200处理：若阀片114开度与预设值相同，返回步骤1)；若阀片114的开度与预设值不同，继续步骤2)。本实施例中，阀片角度位置传感器130将采集的信息适时的反馈给ECU200，以便ECU200处理器对该信息进行识别处理，确定电子PCV阀组件上的阀片是否转动到设定的位置。

采用电子控制技术对发动机曲轴箱通风系统进行控制，ECU200监测曲轴箱压力数据的变化情况，根据发动机运行工况，使电子PCV阀组件100上的阀片114转动到设定的位置，来改变发动机曲轴箱废气排出量的大小，对曲轴箱压力进行闭环控制，可实时精准地控制发动机曲轴箱压力，使曲轴箱压力保持在设定范围内，车辆获得更令人满意的排放性能。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种曲轴箱通风电子控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

1)采集曲轴箱内部压力信息并传送至ECU处理，以判断曲轴箱内压力大小：若判断压力在正常范围内，继续步骤1)；若判断压力超出正常范围，转入步骤2)；

2)分析处理步骤，采集车辆发动机油门信号以及车速信号信息并传送ECU处理，所述ECU根据车辆工况调整输出电流大小，实现PCV阀的阀片开度的控制：

a)若气体压力过大时，ECU处理器控制输出给电机的电流变大，阀片开度变大，输出的废气多，曲轴箱内的压力变小，直至降低到合适的压力；

b)若气体压力过小时，ECU处理器控制输出给电机的电流变小，阀片开度变小，输出的废气减少，曲轴箱内的压力变大，直至升高至到合适的压力；

3)反馈步骤，检测阀门开度大小并传送ECU处理：若阀片开度与预设值相同，返回步骤1)；若阀片开度与预设值不同，继续步骤2)。

2.一种用于实现如权利要求1所述方法的电子PCV阀组件，其特征在于：包括PCV阀、直流电机以及阀片角度位置传感器，所述PCV阀包括位于阀体出气口上的阀门，以及位于所述阀体中的阀片和复位弹簧，所述阀门为单向阀，所述直流电机与所述复位弹簧分别与所述阀片相连，两者配合控制所述阀片转动相应的角度，所述阀片角度位置传感器位于所述阀片上，以监测所述阀片偏转角度。

3.一种电子曲轴箱通风控制系统，包括ECU、油气分离器以及管路，其特征在于：还包括分别与所述ECU相连的传感器模块以及如权利要求2所述的电子PCV阀组件；

所述传感器模块采集曲轴箱压力及车辆工况信息并反馈至ECU处理，所述传感器模块包括加速踏板位置传感器、车速传感器，以及发动机曲轴箱压力传感器，所述加速踏板位置传感器采集发动机油门信号，判定发动机油门的变化，所述车速传感器采集车速信号，判定发动机处于停车怠速工况或行车怠速工况，所述发动机曲轴箱压力传感器监测发动机本体内部的气体压力；

所述电子PCV阀组件的直流电机经由电机驱动电路与所述ECU相连；

所述ECU采集并分析所述信息后计算系统所需电流大小，以控制所述电子PCV阀组件的开闭及开启程度。