CN109695511B - 多缸发动机共轨燃油喷射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多缸发动机共轨燃油喷射系统，包括供油泵、4个进油计量阀、4根共轨管、多只电控喷油器、凸轮轴位置传感器、轨压传感器、4个电控单元和发动机曲轴传感器；本发明的有益技术效果是：提出了一种多缸发动机共轨燃油喷射系统，该方案可通过4个六缸ECU模块实现16、20或24缸发动机的共轨喷油控制，电控系统通用性较好，成本较低。

Description

多缸发动机共轨燃油喷射系统
技术领域
本发明涉及一种共轨喷油技术，尤其涉及一种多缸发动机共轨燃油喷射系统。
背景技术
共轨燃油喷射系统通常采用ECU控制，目前，国内较为成熟的量产ECU一般是六缸ECU模块（只能匹配缸数小于、等于6的发动机），其成本较低，经济实用；对于缸数达到16缸以上的大型多缸发动机而言，由于缸数较多，六缸ECU模块显然无法满足需求；现有技术中，针对大型多缸发动机，都需要根据缸数单独设计ECU，设计开发成本较高，而且不具有通用性；也有厂商采用2、3块ECU来实现协同控制，但其各块ECU也都是单独设计的，并非直接采用量产ECU。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种多缸发动机共轨燃油喷射系统，其创新在于：所述多缸发动机共轨燃油喷射系统包括供油泵、4个进油计量阀、4根共轨管、多只电控喷油器、凸轮轴位置传感器、轨压传感器、4个电控单元和发动机曲轴传感器；多只电控喷油器按喷油顺序分别记为第1喷油器、第2喷油器……第n喷油器，n为16、20或24；多只电控喷油器分为四个喷油器组，每只电控喷油器仅对应一个喷油器组，每个喷油器组所辖的电控喷油器数量相同；所述电控单元采用六缸ECU模块，其中一个电控单元记为主控单元，其余三个电控单元记为分控单元；
所述供油泵分别通过4个进油计量阀与4根共轨管油路连接，进油计量阀的控制部与电控单元连接，4个进油计量阀与4个电控单元一一对应；四个喷油器组与4根共轨管一一对应，单个喷油器组所辖的多只电控喷油器与相应共轨管油路连接；第一共轨管与第二共轨管油路连接，第二共轨管与第三共轨管油路连接，第三共轨管与第四共轨管油路连接，第四共轨管与第一共轨管油路连接，其中一个共轨管通过限压阀与燃油箱油路连接；所述凸轮轴位置传感器设置在供油泵上、用于获取凸轮轴位置信号，凸轮轴位置传感器的信号输出端分别与四个电控单元连接；所述轨压传感器设置在其中一根共轨管上、用于获取共轨管压力信号，轨压传感器的信号输出端与主控单元连接；所述发动机曲轴传感器用于获取曲轴位置信号，发动机曲轴传感器的信号输出端分别与四个电控单元连接；三个分控单元均与主控单元连接；
当n为16时：第1喷油器、第5喷油器、第9喷油器和第13喷油器的电磁阀与主控单元连接；第2喷油器、第6喷油器、第10喷油器和第14喷油器的电磁阀与第一分控单元连接；第3喷油器、第7喷油器、第11喷油器和第15喷油器的电磁阀与第二分控单元连接；第4喷油器、第8喷油器、第12喷油器和第16喷油器的电磁阀与第三分控单元连接；
当n为20时：第1喷油器、第5喷油器、第9喷油器、第13喷油器和第17喷油器的电磁阀与主控单元连接；第2喷油器、第6喷油器、第10喷油器、第14喷油器和第18喷油器的电磁阀与第一分控单元连接；第3喷油器、第7喷油器、第11喷油器、第15喷油器和第19喷油器的电磁阀与第二分控单元连接；第4喷油器、第8喷油器、第12喷油器、第16喷油器和第20喷油器的电磁阀与第三分控单元连接；
当n为24时：第1喷油器、第5喷油器、第9喷油器、第13喷油器、第17喷油器和第21喷油器的电磁阀与主控单元连接；第2喷油器、第6喷油器、第10喷油器、第14喷油器、第18喷油器和第22喷油器的电磁阀与第一分控单元连接；第3喷油器、第7喷油器、第11喷油器、第15喷油器、第19喷油器和第23喷油器的电磁阀与第二分控单元连接；第4喷油器、第8喷油器、第12喷油器、第16喷油器、第20喷油器和第24喷油器的电磁阀与第三分控单元连接。
本发明的工作原理与现有技术大同小异，本发明的核心创新点是，通过4个六缸ECU模块搭建出一套能满足16、20或24缸发动机控制需求的电控系统，这种电控系统采用四个量产的六缸ECU模块实现，成本较低，通用性较好，可以有效降低电控部分的设计开发成本。
本发明的有益技术效果是：提出了一种多缸发动机共轨燃油喷射系统，该方案可通过4个六缸ECU模块实现16、20或24缸发动机的共轨喷油控制，电控系统通用性较好，成本较低。
附图说明
图1、本发明的电气结构示意图（由于多只电控喷油器的喷油顺序与喷油器组的分组方式无关，如果绘出电控单元和电控喷油器之间的连接线会十分复杂，因此图中未示出电控单元和电控喷油器之间的连接线）；
图中各个标记所对应的名称分别为：供油泵1、进油计量阀2、共轨管3、电控喷油器4、凸轮轴位置传感器5、轨压传感器6、主控单元7、分控单元8、发动机曲轴传感器9。
具体实施方式
一种多缸发动机共轨燃油喷射系统，其创新在于：所述多缸发动机共轨燃油喷射系统包括供油泵1、4个进油计量阀2、4根共轨管3、多只电控喷油器4、凸轮轴位置传感器5、轨压传感器6、4个电控单元和发动机曲轴传感器9；多只电控喷油器4按喷油顺序分别记为第1喷油器、第2喷油器……第n喷油器，n为16、20或24；多只电控喷油器4分为四个喷油器组，每只电控喷油器4仅对应一个喷油器组，每个喷油器组所辖的电控喷油器4数量相同；所述电控单元采用六缸ECU模块，其中一个电控单元记为主控单元7，其余三个电控单元记为分控单元8；
所述供油泵1分别通过4个进油计量阀2与4根共轨管3油路连接，进油计量阀2的控制部与电控单元连接，4个进油计量阀2与4个电控单元一一对应；四个喷油器组与4根共轨管3一一对应，单个喷油器组所辖的多只电控喷油器4与相应共轨管3油路连接；第一共轨管3与第二共轨管3油路连接，第二共轨管3与第三共轨管3油路连接，第三共轨管3与第四共轨管3油路连接，第四共轨管3与第一共轨管3油路连接，其中一个共轨管3通过限压阀与燃油箱（的回油口）油路连接；所述凸轮轴位置传感器5设置在供油泵1上、用于获取凸轮轴位置信号，凸轮轴位置传感器5的信号输出端分别与四个电控单元连接；所述轨压传感器6设置在其中一根共轨管3上、用于获取共轨管压力信号，轨压传感器6的信号输出端与主控单元7连接；所述发动机曲轴传感器9用于获取曲轴位置信号，发动机曲轴传感器9的信号输出端分别与四个电控单元连接；三个分控单元8均与主控单元7连接；
当n为16时：第1喷油器、第5喷油器、第9喷油器和第13喷油器的电磁阀与主控单元7连接；第2喷油器、第6喷油器、第10喷油器和第14喷油器的电磁阀与第一分控单元8连接；第3喷油器、第7喷油器、第11喷油器和第15喷油器的电磁阀与第二分控单元8连接；第4喷油器、第8喷油器、第12喷油器和第16喷油器的电磁阀与第三分控单元8连接；
当n为20时：第1喷油器、第5喷油器、第9喷油器、第13喷油器和第17喷油器的电磁阀与主控单元7连接；第2喷油器、第6喷油器、第10喷油器、第14喷油器和第18喷油器的电磁阀与第一分控单元8连接；第3喷油器、第7喷油器、第11喷油器、第15喷油器和第19喷油器的电磁阀与第二分控单元8连接；第4喷油器、第8喷油器、第12喷油器、第16喷油器和第20喷油器的电磁阀与第三分控单元8连接；
当n为24时：第1喷油器、第5喷油器、第9喷油器、第13喷油器、第17喷油器和第21喷油器的电磁阀与主控单元7连接；第2喷油器、第6喷油器、第10喷油器、第14喷油器、第18喷油器和第22喷油器的电磁阀与第一分控单元8连接；第3喷油器、第7喷油器、第11喷油器、第15喷油器、第19喷油器和第23喷油器的电磁阀与第二分控单元8连接；第4喷油器、第8喷油器、第12喷油器、第16喷油器、第20喷油器和第24喷油器的电磁阀与第三分控单元8连接。
具体实施时，供油泵1的进油口通过输油泵和滤清器与燃油箱的出油口油路连接，供油泵1采用现有的8柱塞供油泵，每2个柱塞为一根共轨管3提供高压燃油（每个进油计量阀2控制2个柱塞的进油量），同时，供油泵1上还需设置溢流阀，以保持供油泵1内的低压腔压力稳定；
轨压控制方式：轨压传感器6将获取到的共轨管压力信号传输至主控单元7，主控单元7将其与标定的目标轨压进行比较并计算出流量，然后查找相应流量对应的进油计量阀设定电流值，与前述过程同步地，主控单元7通过内部测试电路实时获取连接在主控单元7上的进油计量阀2的实际电流值，然后主控单元7对进油计量阀2的设定占空比进行闭环调节，以使相应进油计量阀2的实际电流值基本等于进油计量阀设定电流值，同时，主控单元7将当前的设定占空比发送至其余3个分控单元8，分控单元8根据当前的设定占空比对相应进油计量阀2进行控制，最终实现4根共轨管3内轨压的稳定闭环控制。
凸轮轴位置传感器5和发动机曲轴传感器9获取到的信号用于各个电控单元进行发动机同步相位角度计算，电控单元内部已固化标定好的相位角度，相位角度具体的标定方式与现有技术相同，即，根据燃烧缸上止点与曲轴飞轮缺齿位置关系和燃烧缸上止点与凸轮多齿位置关系进行标定，与现有技术稍有不同的是，主控单元7以第1喷油器所对应的燃烧缸为其第一点火缸，第一分控单元8以第2喷油器所对应的燃烧缸为其第一点火缸，第二分控单元8以第3喷油器所对应的燃烧缸为其第一点火缸，第三分控单元8以第4喷油器所对应的燃烧缸为其第一点火缸。
另外，现有技术中，需要与ECU协同工作的其他传感器和开关（如油门传感器、各种温度传感器、各压力传感器、车速传感器、EGR阀位置传感器、启动开关、制动开关、离合开关、排气制动开关、空挡开关、远程油门开关、多功能开关等），均连接在主控单元7上，由主控单元7对传感器信号和开关信号进行采集、处理计算，并按照相应策略向分控单元8发出控制指令。

Claims (1)

1.一种多缸发动机共轨燃油喷射系统，其特征在于：所述多缸发动机共轨燃油喷射系统包括供油泵（1）、4个进油计量阀（2）、4根共轨管（3）、多只电控喷油器（4）、凸轮轴位置传感器（5）、轨压传感器（6）、4个电控单元和发动机曲轴传感器（9）；多只电控喷油器（4）按喷油顺序分别记为第1喷油器、第2喷油器……第n喷油器，n为16、20或24；多只电控喷油器（4）分为四个喷油器组，每只电控喷油器（4）仅对应一个喷油器组，每个喷油器组所辖的电控喷油器（4）数量相同；所述电控单元采用六缸ECU模块，其中一个电控单元记为主控单元（7），其余三个电控单元记为分控单元（8）；
所述供油泵（1）分别通过4个进油计量阀（2）与4根共轨管（3）油路连接，进油计量阀（2）的控制部与电控单元连接，4个进油计量阀（2）与4个电控单元一一对应；四个喷油器组与4根共轨管（3）一一对应，单个喷油器组所辖的多只电控喷油器（4）与相应共轨管（3）油路连接；第一共轨管（3）与第二共轨管（3）油路连接，第二共轨管（3）与第三共轨管（3）油路连接，第三共轨管（3）与第四共轨管（3）油路连接，第四共轨管（3）与第一共轨管（3）油路连接，其中一个共轨管（3）通过限压阀与燃油箱油路连接；所述凸轮轴位置传感器（5）设置在供油泵（1）上、用于获取凸轮轴位置信号，凸轮轴位置传感器（5）的信号输出端分别与四个电控单元连接；所述轨压传感器（6）设置在其中一根共轨管（3）上、用于获取共轨管压力信号，轨压传感器（6）的信号输出端与主控单元（7）连接；所述发动机曲轴传感器（9）用于获取曲轴位置信号，发动机曲轴传感器（9）的信号输出端分别与四个电控单元连接；三个分控单元（8）均与主控单元（7）连接；
当n为16时：第1喷油器、第5喷油器、第9喷油器和第13喷油器的电磁阀与主控单元（7）连接；第2喷油器、第6喷油器、第10喷油器和第14喷油器的电磁阀与第一分控单元（8）连接；第3喷油器、第7喷油器、第11喷油器和第15喷油器的电磁阀与第二分控单元（8）连接；第4喷油器、第8喷油器、第12喷油器和第16喷油器的电磁阀与第三分控单元（8）连接；
当n为20时：第1喷油器、第5喷油器、第9喷油器、第13喷油器和第17喷油器的电磁阀与主控单元（7）连接；第2喷油器、第6喷油器、第10喷油器、第14喷油器和第18喷油器的电磁阀与第一分控单元（8）连接；第3喷油器、第7喷油器、第11喷油器、第15喷油器和第19喷油器的电磁阀与第二分控单元（8）连接；第4喷油器、第8喷油器、第12喷油器、第16喷油器和第20喷油器的电磁阀与第三分控单元（8）连接；
当n为24时：第1喷油器、第5喷油器、第9喷油器、第13喷油器、第17喷油器和第21喷油器的电磁阀与主控单元（7）连接；第2喷油器、第6喷油器、第10喷油器、第14喷油器、第18喷油器和第22喷油器的电磁阀与第一分控单元（8）连接；第3喷油器、第7喷油器、第11喷油器、第15喷油器、第19喷油器和第23喷油器的电磁阀与第二分控单元（8）连接；第4喷油器、第8喷油器、第12喷油器、第16喷油器、第20喷油器和第24喷油器的电磁阀与第三分控单元（8）连接。
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