CN102606328B - 根据喷油器磨损程度控制喷油的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种根据喷油器磨损程度控制喷油的方法和系统，公开的方法包括下述步骤：在未磨损状态下，选取特定油门开度并获取和存储对应的速度信号；获取当前状态下，与存储的特定油门开度对应的当前速度信号；对比当前速度信号和速度信号，得出喷油器的当前磨损系数；根据喷油器的当前磨损系数对预设的加电时间MAP修正。该控制方法和系统，可以事先根据标定的数据进行自检，分析出磨损系数后对加电时间MAP修正，则即使喷油器发生了磨损，也可以通过该种自检并加以修正的方式补偿，使喷油器在磨损时也能够按照实际所需喷油量喷油，保持柴油机的功率，提高整机的可靠性和使用寿命。

Description

根据喷油器磨损程度控制喷油的方法和系统

技术领域

本发明涉及柴油机技术领域，特别涉及一种根据喷油器磨损程度控制喷油的方法和系统。

背景技术

随着国内、国际柴油机排放法规的不断提高，电控柴油机已成为当前以及后期发展的主要机型。

喷油器为柴油机重要的零件之一，其喷油量主要由柴油机燃油喷射系统的电子控制单元(ECU)控制。柴油机在实际使用中，针对不同的工况需求，喷油器的喷油量不同，假设单位时间内的喷油量一定，则喷油器的不同喷油量主要由不同的加电时间确定，加电时间即喷油器在不同喷油量下所需要供电时间，喷油器在加电状态下进行燃油喷射。柴油机出厂时，会将某一机型的专用数据写入ECU中，包括加电MAP，即在对应的油门开度以及其他相关参数下，喷油器所需的加电时间，按照该加电时间喷油，即可获得所需的喷油量。MAP即二维或维数据图谱，x、y或x、y、z坐标分别代表不同的物理参数，平面上或空间上的一点对应的x、y或x、y、z值具有相互对应关系。

然而，上述技术方案存在下述技术问题：柴油机在使用一段时间后，喷油器油孔会产生相应的磨损，即在单位加电时间内，喷油器的喷油量会加大。而ECU依然根据预先存储的加电时间MAP控制喷油器供电时间，则当喷油器磨损后，按照设定的加电时间喷油必然造成燃油喷射量的增加，最终导致柴油机的功率上升，整机可靠性下降，缩短整机寿命。

有鉴于此，如何提供一种喷油器喷油的控制方法，使得喷油器即使在磨损情况下，依然能够按照实际所需喷油量喷油，保持柴油机的功率，提高整机的可靠性和使用寿命，是本领域技术人员所需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种根据喷油器磨损程度控制喷油的方法和系统，该控制方法和控制系统能够根据喷油器的磨损程度修正喷油器的加电时间，使得喷油器即使在磨损情况下，依然能够按照实际所需喷油量喷油，保持柴油机的功率，提高整机的可靠性和使用寿命。

为达到本发明的第一目的，本发明提供一种根据喷油器磨损程度控制喷油的方法，预先设定喷油器的加电时间MAP，包括下述步骤：

10)在喷油器未磨损状态下，选取特定油门开度，并获取此时与特定油门开度对应的速度信号，且存储特定油门开度，和与之对应的速度信号；

20)获取当前状态下，与存储的特定油门开度对应的当前速度信号；

30)对比当前速度信号和存储的速度信号，分析得出喷油器的当前磨损系数；

40)根据喷油器的当前磨损系数对预先设定的加电时间MAP进行修正，以使喷油器按照修正后的加电时间MAP喷油。

优选地，步骤10)中，选取若干个特定油门开度，建立特定油门开度、对应的速度信号的MAP并存储；

步骤20)中，获取与MAP中各特定油门开度对应的当前速度信号；

步骤30)中，分析得出在各特定油门开度下喷油器的磨损系数，并计算获得磨损系数的均值作为喷油器的当前磨损系数；

优选地，步骤10)中，检测柴油机的转速脉冲信号，获取的速度信号为根据转速脉冲信号计算获得的柴油机的角速度信号；步骤20)中，检测柴油机当前状态下的转速脉冲信号，获取的当前速度信号为根据当前转度脉冲信号计算获得柴油机当前的角速度信号。

优选地，步骤10)和步骤20)均在空载状态下进行。

优选地，选取的若干个特定油门开度按照等额比例递增。

本发明还提供一种根据喷油器磨损程度控制喷油的系统，其预先设定有喷油器的加电时间MAP，包括：

获取单元，用于获取柴油机在未磨损状态下与选取的特定油门开度对应的速度信号；

存储单元，用于存储特定油门开度以及获取的上述各类信号；获取单元还用于获取当前状态下，与存储单元中存储的特定油门开度对应的当前速度信号；

分析单元，对比当前速度信号和存储的速度信号，分析得出喷油器的当前磨损系数；

执行单元，根据喷油器的当前磨损系数对设定的加电时间MAP进行修正，以使喷油器按照修正后的加电时间MAP喷油。

优选地，获取单元获取与若干特定油门开度对应速度信号，所述存储单元存储若干个特定油门开度、对应的速度信号的MAP；获取单元还获取当前状态下，与存储单元中存储的各特定油门开度对应的当前速度信号；

所述分析单元分析得出在各特定油门开度下，喷油器的磨损系数，并计算获得磨损系数的均值作为喷油器的当前磨损系数。

优选地，所述获取单元获取的速度信号和当前速度信号为根据检测的柴油机在未磨损状态下和当前状态下的转速脉冲信号、当前转速脉冲信号转化的角速度信号和当前角速度信号。

优选地，所述获取单元、所述存储单元、所述分析单元和所述执行单元均在空载状态下工作。

优选地，所述存储单元中存储的若干个特定油门开度按照等额比例递增。

该控制方法和控制系统在柴油机工作时，可以事先根据标定的数据进行自检，分析出磨损系数后，对加电时间MAP修正，则即使喷油器发生了磨损，也可以通过该种自检并加以修正的方式予以补偿，使喷油器在磨损的状态下也依然能够按照实际所需喷油量喷油，保持柴油机的功率，提高整机的可靠性和使用寿命。

附图说明

图1为本发明所提供根据喷油器磨损程度控制喷油的方法一种具体实施方式的流程图；

图2为本发明所提供根据喷油器磨损程度控制喷油的方法另一种具体实施方式的流程图。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种根据喷油器磨损程度控制喷油的方法和系统，该控制方法和控制系统能够根据喷油器的磨损程度修正喷油器的加电时间，使得喷油器即使在磨损情况下，依然能够按照实际所需喷油量喷油，保持柴油机的功率，提高整机的可靠性和使用寿命。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。需要说明的是，为便于理解和简洁描述，下述内容结合喷油的控制系统和控制方法描述，有益效果不再重复论述。

请参考图1，图1为本发明所提供根据喷油器磨损程度控制喷油的方法一种具体实施方式的流程图。

该实施方式中，提供的根据喷油器磨损程度控制喷油的方法，包括下述步骤：

S110)在喷油器未磨损状态下，选取特定油门开度，并获取此时与特定油门开度对应的速度信号；

喷油器未磨损状态，即喷油器几乎未使用的状态，比如，厂家可以在柴油机出厂前进行该步骤。选取特定的油门开度，即任意选择一油门开度，并获取此时的水温信号以及机油压力信号。油门开度决定了所需的喷油器的喷油量，喷油器油孔大小决定了喷油器单位加电时间内的喷油量。一般情况下，柴油机使用时，喷油器的孔径也是定值，则根据油门开度，即可确定对应的加电时间，故在柴油机出厂前，在柴油机燃油喷射系统的电子控制单元中一般会预存在不同油门开度下，根据未磨损状态下喷油器油孔孔径大小计算获得的加电时间，即控制单元中预先设定有喷油器的加电时间MAP。根据该加电时间MAP，在选取的特定油门开度下，按照对应的加电时间喷油，柴油机在该喷油量下工作获得的速度可以检测获得，柴油机一般会自带检测柴油机转速的检测元件，以便获取所需参数并予以显示。

柴油机的电子控制单元中可以设置获取单元以及存储单元，获取单元用于读取检测元件检测的柴油机的速度信号，存储单元用于存储选定的特定油门开度，并存储与之对应的获取单元读取的速度信号。该步骤可视之为标定阶段，厂家可以设置专门的试验控制系统，实施标定。

S120)获取当前状态下，与存储的特定油门开度对应的当前速度信号；

当前状态，可以是任何需要使用柴油机时的状态。在用户使用时，可以先将油门开度调整至电子控制单元的存储单元中存储的特定油门开度，即将柴油机调整至预先标定的油门开度。此时，获取单元获取当前速度信号。

S130)对比当前速度信号和存储的速度信号，分析得出喷油器的当前磨损系数；

若喷油器存在磨损，在各项参数一致的情况下，由于喷油器的孔径变大(在出现堵塞情况时，也可能减小，下述内容以增大描述，原理相同，不再赘述)，按照预先设定的加油时间MAP控制喷油器喷油时，喷油量必然增加，则检测的当前速度和标定时存储的速度必然存在不同，即当前速度会大于标定的速度。根据存储的速度和当前速度的差值，可以计算获得喷油器的磨损系数，该磨损系数反映了喷油器的磨损程度，具体地，该磨损系数可比拟为喷油器孔径的放大系数，该分析计算过程可由设置于电子控制单元中的分析单元进行。则步骤S120)和步骤S130)结合在一起，可视之为喷油器的磨损自检阶段，通过该阶段可以了解喷油器的磨损程度。此处，起动自检程序时，可以检测柴油机此时的水温和油压，柴油机的水温和油压一般处于一定的工作范围内，喷油器的加电MAP建立在该范围内。当柴油机的水温和油压超出正常工作范围后，可以对油压和水温进行调整，或是等待水温和油压处于正常工作范围后再进行自检，以确保自检程序能够准确获得喷油器的当前磨损系数。

S140)根据喷油器的当前磨损系数对预先设定的加电时间MAP进行修正，以使喷油器按照修正后的加电时间MAP喷油。

由步骤S10)中的相关描述可知，电子控制单元中预先存储的加电时间MAP是根据未磨损状态下的喷油器孔径确定的，喷油器发生磨损后，孔径大小发生了改变，为了使磨损后的喷油器依然可以按照实际所需的喷油量喷油，可以在电子控制单元中设置执行单元，执行单元读取分析单元计算出的磨损系数，则执行单元可以按照在自检阶段获得的磨损系数对预先设定的加电时间MAP进行修正，修正后的加电时间MAP以磨损后的喷油器作为基准，则柴油机工作时，电子控制单元按照修正后的加电时间MAP控制喷油器的供电时间，可以获得与油门开度对应的喷油量。

由此可知，该技术方案中在柴油机工作时，可以事先根据标定的数据进行自检，分析出磨损系数后，对加电时间MAP修正，则即使喷油器发生了磨损，也可以通过该种自检并加以修正的方式予以补偿，使喷油器在磨损的状态下也依然能够按照实际所需喷油量喷油，保持柴油机的功率，提高整机的可靠性和使用寿命。

步骤S110)作为标定阶段，可在出厂时将标定值设置于电子控制单元中的存储单元中，在使用过程中无需再标定。后续的自检和修正阶段可以重复使用，在电子控制单元中可以输入自检程序，通过外部触发运行自检程序，自检程序运行效率高、使用方便。上述的存储单元、分析单元、执行单元均可以集成于柴油机的电子控制单元中，集中控制，获取的各类参数可以由柴油机自带的检测元件检测获得，无需添加硬件设备，易于控制且能够有效控制成本。

请参考图2，图2为本发明所提供根据喷油器磨损程度控制喷油的方法另一种具体实施方式的流程图。该具体实施方式包括下述步骤：

S210)在喷油器未磨损状态下，选取若干个特定油门开度，并获取此时与各特定油门开度对应的速度信号；

与上述实施方式的区别在于，在该实施方式中，标定阶段选取若干特定油门开度，该若干特定油门开度可以按照一定规律选取，比如按照5％的间距递增，当然也可以按照其他比例递增，比如3％、10％等。存储单元可以建立各特定油门开度、对应的速度信号的MAP并存储。

S220)获取当前状态下，与存储的各特定油门开度对应的当前速度信号；

与步骤S210)对应，自检时，获取与存储的各特定油门开度对应的当前相关参数信号。在上述具体实施方式和该实施方式中，设置自检程序时，自检程序可以设计为能够自动读取存储单元中存储的特定油门开度，运行时，依次控制柴油机在不同特定油门开度下运转(可以控制电子油门的开度)，并获取特定油门开度下的各相关参数信号，即自检阶段可以自动进行，操作简单。

S230)对比与特定油门开度对应的当前速度信号和存储的速度信号，分析得出在各特定油门开度下，喷油器的磨损系数，并计算获得磨损系数的均值作为喷油器的当前磨损系数；

与步骤S130)原理相同，由于在步骤S210)和步骤S220)中均获取了若干特定油门开度下的速度信号和当前速度信号，则该步骤可以计算出若干磨损系数，即不同油门开度下，均可以计算出相对应的磨损系数。由于其他外在因素影响，选取单个特定油门开度进行标定并自检，得出的磨损系数与喷油器的真实磨损状态可能存在偏差，该实施方式中，在标定和自检阶段均采用若干个特定油门开度及其速度信号并可以建立MAP，进而计算出若干磨损系数，并取磨损系数的均值作为当前磨损系数，则计算获得的当前磨损系数等于或更接近于喷油器的真实磨损系数。由此可知，在标定阶段，按照递增比例选取特定油门开度时，建立的MAP能够较为均匀地反应整个油门开度区域内的参数信号，使获得的磨损系数均值更接近于磨损系数的真实值。

S240)根据喷油器的当前磨损系数对预先设定的加电时间MAP进行修正，以使喷油器按照修正后的加电时间MAP喷油。

该步骤与步骤S140)类似，区别在于，该步骤中作为修正基准的当前磨损系数更为精确，修正后的加电时间MAP更符合喷油器的实际状况，则按照该加电时间MAP控制后的喷油量更符合需求，从而能够将柴油机的功率保持在最佳状态，进一步提高整机的可靠性。

针对上述实施例，步骤S110)和S210)中获取的速度信号、步骤S120)和步骤S220)中获取的当前速度信号均为角速度信号，即获取单元在标定和自检阶段均可以先读取检测单元检测的柴油机的转速脉冲信号、当前转速脉冲信号，再将转速脉冲信号、当前转速脉冲信号计算转化为角速度信号、当前角速度信号(根据公知的角速度和转速转换公式即可)并存储。在步骤S130)和步骤S230)中均需通过速度信号的差值分析得出喷油器的磨损系数。由于喷油器一般的磨损导致的喷油量变化，反映至转速变化时，转速变化量较小，而反映至角速度变化时，角速度变化量更为明显，即角速度变化量相较于转速变化量，具有将喷油量变化进行放大的作用，便于计算获得喷油器的磨损系数。

另外，上述实施例中，步骤S110)、S120)、S210)、S220)均优选地在空载状态下进行，即标定和自检阶段均在空载状态下进行。在此类步骤中，需获取在特定油门开度下，相应的水温信号、机油压力信号、速度信号等，在带载工况下，由于负载的变化，采集的各类信号可能存在偏差，由此分析计算获得的喷油器的磨损系数也可能存在相应偏差。而标定和自检均在空载状态下进行时，柴油机仅做摩擦功，摩擦功大致为恒定值，在该稳定状态下，获得的各类信号较为准确，且标定和自检在同一工况下进行，则获取的磨损系数更为精确，相应地，根据该磨损系数修正的加电时间MAP也更符合喷油器的实际状况。

以上对本发明所提供的一种根据喷油器磨损程度控制喷油的方法和系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种根据喷油器磨损程度控制喷油的方法，预先设定喷油器的加电时间MAP，其特征在于，包括下述步骤：

10)在喷油器未磨损状态下，选取特定油门开度，并获取此时与特定油门开度对应的速度信号，且存储特定油门开度，和与之对应的速度信号；

20)获取当前状态下，与存储的特定油门开度对应的当前速度信号；

30)对比当前速度信号和存储的速度信号，分析得出喷油器的当前磨损系数；

40)根据喷油器的当前磨损系数对预先设定的加电时间MAP进行修正，以使喷油器按照修正后的加电时间MAP喷油。

2.根据权利要求1所述的根据喷油器磨损程度控制喷油的方法，其特征在于，步骤10)中，选取若干个特定油门开度，建立特定油门开度、对应的速度信号的MAP并存储；

步骤20)中，获取与MAP中各特定油门开度对应的当前速度信号；

步骤30)中，分析得出在各特定油门开度下喷油器的磨损系数，并计算获得磨损系数的均值作为喷油器的当前磨损系数；

3.根据权利要求1或2所述的根据喷油器磨损程度控制喷油的方法，其特征在于，步骤10)中，检测柴油机的转速脉冲信号，获取的速度信号为根据转速脉冲信号计算获得的柴油机的角速度信号；步骤20)中，检测柴油机当前状态下的转速脉冲信号，获取的当前速度信号为根据当前转度脉冲信号计算获得柴油机当前的角速度信号。

4.根据权利要求3所述的根据喷油器磨损程度控制喷油的方法，其特征在于，步骤10)和步骤20)均在空载状态下进行。

5.根据权利要求2所述的根据喷油器磨损程度控制喷油的方法，其特征在于，选取的若干个特定油门开度按照等额比例递增。

6.一种根据喷油器磨损程度控制喷油的系统，其预先设定有喷油器的加电时间MAP，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取柴油机在未磨损状态下与选取的特定油门开度对应的速度信号；

存储单元，用于存储特定油门开度以及获取的上述速度信号；获取单元还用于获取当前状态下，与存储单元中存储的特定油门开度对应的当前速度信号；

分析单元，对比当前速度信号和存储的速度信号，分析得出喷油器的当前磨损系数；

执行单元，根据喷油器的当前磨损系数对设定的加电时间MAP进行修正，以使喷油器按照修正后的加电时间MAP喷油。

7.根据权利要求6所述的根据喷油器磨损程度控制喷油的系统，其特征在于，获取单元获取与若干特定油门开度对应速度信号，所述存储单元存储若干个特定油门开度、对应的速度信号的MAP；获取单元还获取当前状态下，与存储单元中存储的各特定油门开度对应的当前速度信号；

所述分析单元分析得出在各特定油门开度下，喷油器的磨损系数，并计算获得磨损系数的均值作为喷油器的当前磨损系数。

8.根据权利要求6或7所述的根据喷油器磨损程度控制喷油的系统，其特征在于，所述获取单元获取的速度信号和当前速度信号为根据检测的柴油机在未磨损状态下和当前状态下的转速脉冲信号、当前转速脉冲信号转化的角速度信号和当前角速度信号。

9.根据权利要求8所述的根据喷油器磨损程度控制喷油的系统，其特征在于，所述获取单元、所述存储单元、所述分析单元和所述执行单元均在空载状态下工作。

10.根据权利要求7所述的根据喷油器磨损程度控制喷油的系统，其特征在于，所述存储单元中存储的若干个特定油门开度按照等额比例递增。