CN112727651A - 蓄压泵式燃油喷射系统控制装置及多缸活塞发动机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及蓄压泵式燃油喷射系统控制装置及多缸活塞发动机，所述装置包括多个燃油喷射组件以及控制组件，燃油喷射组件用于对低压燃油加压并蓄压，得到压力稳定的高压燃油，向对应的气缸中喷射高压燃油；控制组件分别连接到各燃油喷射组件，控制组件用于：控制低压燃油的供给量；获取各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力；根据各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力调整预测喷油时间，得到目标喷油时间，根据目标喷油时间，控制各燃油喷射组件向对应的气缸中喷射高压燃油。根据本公开实施例的蓄压泵式燃油喷射系统控制装置能够有效地满足对各气缸所需实际喷油量的一致性的控制要求。

Description

蓄压泵式燃油喷射系统控制装置及多缸活塞发动机

技术领域

本公开涉及控制技术领域，尤其涉及一种蓄压泵式燃油喷射系统控制装置及多缸活塞发动机。

背景技术

相关技术中，时间-压力式电控高压燃油喷射装置通常采用共轨式的燃油喷射装置，实现向多缸活塞发动机中喷射高压燃油，其中，共轨式的电控高压燃油喷射装置通常包括单个高压泵、多个喷油器和一个共轨。

多缸活塞发动机为了保证各缸喷油量的一致性，喷油器的初始参数(喷油时间，喷油器型号等)都一样。由于各喷油器生产制造的一致性，以及在使用过程的磨损程度和老化程度不一样，可能存在多缸活塞发动机各缸喷油器的实际喷油量不一致的问题。

对于共轨式的电控高压燃油喷油装置，由于多个喷油器均连接到一个共轨的蓄压腔，使得各喷油器喷油造成的压力下降都反应到这一个蓄压腔里，导致蓄压腔内的压力持续波动，无法分辨各喷油器实际喷油量对蓄压腔内的压力的影响，也就无法准确得知各喷油器的实际喷油量，进而在对多缸活塞发动机进行燃油喷射控制时，可能无法达到对实际喷油量的一致性控制要求。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种蓄压泵式燃油喷射系统控制装置及多缸活塞发动机，以解决相关技术中无法达到对实际喷油量的一致性控制要求的问题。

根据本公开的一方面，提供了一种蓄压泵式燃油喷射系统控制装置，所述装置应用于多缸活塞发动机，所述装置包括多个燃油喷射组件以及控制组件，所述燃油喷射组件用于对低压燃油加压并蓄压，得到高压燃油，并向对应的气缸中喷射高压燃油；所述控制组件分别连接到各燃油喷射组件，所述控制组件用于：获取各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力；根据各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，分别确定各燃油喷射组件向对应气缸喷油的目标喷油时间；根据所述目标喷油时间，控制各燃油喷射组件向对应的气缸中喷射高压燃油。

在一种可能的实现方式中，所述控制组件还用于：根据所述多缸活塞发动机的发动机工况，确定所述多个燃油喷射组件对应的目标喷油量；根据所述目标喷油量和所述发动机工况，确定所述多个燃油喷射组件的蓄压腔内的目标压力。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括电控低压燃油计量器，用于计量低压燃油，以将计量的低压燃油供给所述多个燃油喷射组件，所述电控低压燃油计量器连接到所述控制组件，所述控制组件还用于：根据所述多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值，与所述目标压力之间的第一压力差，确定目标供油量；所述目标供油量包括从油箱输送给所述多个燃油喷射组件的低压燃油的油量；根据所述目标供油量，控制所述电控低压燃油计量器的计量阀的开度，分别向各燃油喷射组件中输送与所述目标供油量对应的低压燃油。

在一种可能的实现方式中，所述各燃油喷射组件还包括压力传感器，用于采集各燃油喷射组件的蓄压腔内的压力，所述压力传感器连接到所述控制组件，所述控制组件获取各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，包括：针对任一燃油喷射组件，获取压力稳定时段内所述燃油喷射组件的压力传感器采集的蓄压腔内的多个压力，所述压力稳定时段包括凸轮轴周期内的供油终点和喷油始点之间的压力稳定时段，所述多个压力是按预设的采样周期采集的；将所述多个压力的平均值，作为所述燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力。

在一种可能的实现方式中，所述控制组件根据所述各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，分别确定各燃油喷射组件向对应气缸喷油的目标喷油时间，包括：针对任一燃油喷射组件，在所述燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，与所述多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值之间的第二压力差，超过第一预设阈值的情况下，根据所述第二压力差及预测喷油时间，确定所述燃油喷射组件的目标喷油时间，所述预测喷油时间是根据所述目标喷油量确定的。

在一种可能的实现方式中，所述控制组件还用于：针对任一燃油喷射组件，在所述第二压力差超过第二预设阈值的情况下，确定所述燃油喷射组件存在异常，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；发出针对所述燃油喷射组件的异常告警信息。

在一种可能的实现方式中，所述各燃油喷射组件包括电控喷油器，用于在所述控制组件的控制下，将各燃油喷射组件的蓄压腔中的高压燃油喷射到对应气缸中；所述电控喷油器包括电磁阀，所述控制组件分别连接到各燃油喷射组件的电控喷油器的电磁阀，所述控制组件根据所述目标喷油时间，控制各燃油喷射组件向对应的气缸中喷射高压燃油，包括：针对任一燃油喷射组件，根据所述燃油喷射组件的目标喷油时间，确定喷油始点对应的曲轴相位和喷油终点对应的曲轴相位，所述目标喷油时间包括喷油提前角和喷油脉宽；根据所述喷油始点对应的曲轴相位和所述喷油终点对应的曲轴相位，控制所述电磁阀的开闭，以向所述燃油喷射组件对应的气缸中喷射高压燃油。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括相位传感器，用于采集所述多缸活塞发动机的曲轴相位，所述相位传感器连接到所述控制组件，所述根据所述喷油始点对应的曲轴相位和所述喷油终点对应的曲轴相位，控制所述电磁阀的开闭，向所述燃油喷射组件对应的气缸中喷射高压燃油，包括：获取所述相位传感器采集的实际曲轴相位；针对任一燃油喷射组件，在所述实际曲轴相位达到所述燃油喷射控制组件的喷油始点对应的曲轴相位的情况下，控制所述燃油喷射组件的电磁阀打开，开始向对应的气缸中喷射高压燃油；在所述实际曲轴相位达到所述燃油喷射控制组件的喷油终点对应的曲轴相位的情况下，控制所述燃油喷射组件的电磁阀关闭，停止向对应的气缸中喷射高压燃油。

在一种可能的实现方式中，所述各燃油喷射组件还包括燃油加压部件，用于对低压燃油加压得到高压燃油，将所述高压燃油储存到燃油加压部件内的蓄压腔中。

根据本公开的一方面，提供了一种多缸活塞发动机，所述多缸活塞发动机包括：多个气缸；以及所述的蓄压泵式燃油喷射系统控制装置。

在本公开实施例中，通过控制组件连接多个燃油喷射组件，控制组件获取各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，根据各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，分别确定各燃油喷射组件向对应气缸喷油的目标喷油时间，根据目标喷油时间，控制各燃油喷射组件向对应的气缸中喷射高压燃油。控制组件能够根据各燃油喷射组件的蓄压腔的实际压力，调整各燃油喷射组件的喷油时间，也就实现了对各燃油喷射组件的实际喷油量的调整，从而可以满足对各气缸所需实际喷油量的一致性的控制要求。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出根据本公开实施例的蓄压泵式燃油喷射系统控制装置的框图；

图2示出根据本公开实施例的一种燃油加压部件的结构示意图；

图3示出根据本公开实施例的一种目标供油量确定方法的流程示意图；

图4示出根据本公开实施例的一种预测喷油时间确定方法的流程示意图；

图5示出根据本公开实施例的一种目标喷油时间确定方法的流程示意图；

图6示出根据本公开实施例的一种燃油喷射组件的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开实施例的蓄压泵式燃油喷射系统控制装置的框图。所述装置可例如应用于六缸活塞发动机。如图1所示，所述装置可以包括燃油喷射组件01以及控制组件02。

燃油喷射组件01用于对低压燃油加压并蓄压，得到高压燃油，并向对应的气缸中喷射高压燃油；

控制组件02分别连接到各燃油喷射组件，控制组件02用于：

获取各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力；根据各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，分别确定各燃油喷射组件向对应气缸喷油的目标喷油时间；根据目标喷油时间，控制各燃油喷射组件向对应的气缸中喷射高压燃油。

需要说明的是，本公开实施例虽然以六缸活塞发动机为例说明蓄压泵式燃油喷射系统控制装置，可以理解的是，本公开应不限于此，本领域技术人员可根据多缸活塞发动的气缸数，调整蓄压泵式燃油喷射系统控制装置中的燃油喷射组件的数量，进而采用与本公开实施例相同的构思实现对多缸活塞发动机的燃油喷射控制。

在一种可能的实现方式中，所述根据各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，分别确定各燃油喷射组件向对应气缸喷油的目标喷油时间，可以包括：根据各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，与所述多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值之间的压力差，分别确定各燃油喷射组件向对应气缸喷油的目标喷油时间。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，燃油喷射组件01可以包括电控喷油器011和燃油加压部件012，电控喷油器011和燃油加压部件012之间可以通过管道连接；其中，电控喷油器011，用于在控制组件02的控制下，将对应燃油喷射组件的蓄压腔中的高压燃油喷射到对应气缸中；燃油加压部件012，用于对低压燃油加压得到高压燃油，将高压燃油储存到燃油加压部件012内的蓄压腔中。

图2示出根据本公开实施例的一种燃油加压部件的结构示意图，如图2所示，燃油加压部件012包括蓄压机构121和加压机构122，蓄压机构121和加压机构122之间通过球阀125连接。其中，加压机构122中包括压油泵123，用于对低压燃油加压得到高压燃油；蓄压机构121中包括蓄压腔124，用于存储高压燃油。

需要说明的是，本公开实施例中的燃油喷射组件的蓄压腔，可以均指燃油喷射组件的燃油加压部件的蓄压腔。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，各燃油喷射组件01的蓄压腔内的实际压力可以通过安装在各燃油加压部件012上的压力传感器013采集得到，各压力传感器013与控制组件02连接。目标压力可以是期望实现的蓄压腔内压力值，目标压力可以根据发动机工况确定。

在一种可能的实现方式中，目标喷油时间可以包括喷油提前角和喷油脉宽(也即喷油持续时长)。其中，喷油提前角决定喷油始点，喷油脉宽和喷油提前角决定喷油终点。相应的，喷油始点和喷油终点共同决定喷油持续时长，即喷油脉宽。

在本公开实施例中，通过控制组件连接多个燃油喷射组件，控制组件获取各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，根据各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，分别确定各燃油喷射组件向对应气缸喷油的目标喷油时间，根据目标喷油时间，控制各燃油喷射组件向对应的气缸中喷射高压燃油。控制组件能够根据各燃油喷射组件的蓄压腔的实际压力，调整各燃油喷射组件的喷油时间，也就实现了对各燃油喷射组件的实际喷油量的调整，从而可以满足对各气缸所需实际喷油量的一致性的控制要求。

在一种可能的实现方式中，控制组件02还可以用于：

根据多缸活塞发动机的发动机工况，确定多个燃油喷射组件对应的目标喷油量；根据目标喷油量和发动机工况，确定多个燃油喷射组件的蓄压腔内的目标压力。

在一种可能的实现方式中，发动机工况可以包括启动工况、怠速工况、调速工况和超速工况。每种工况可以依据油门位置和发动机转速确定。

在一种可能的实现方式中，目标喷油量可以是为实现指定发动机工况所需的喷油量。可以理解的是，对于不同类型的多缸活塞发动机，不同的发动机工况要求，目标喷油量的要求也不同。

在一种可能的实现方式中，目标喷油量可以根据已知的喷油量算法计算得到；也可以是通过直接查询发动机工况与喷油量之间对应关系的MAP图表确定。

在一种可能的实现方式中，目标压力可以是为实现目标喷油量所需要的蓄压腔内的压力值。目标压力可以通过查询发动机工况、喷油量与压力修正量之间对应关系的MAP图表确定。

在本公开实施例中，通过查询MAP图表的方式，可以实现快速查找不同输入参数条件下的输出参数，是一种嵌入式控制系统常用的计算策略，省去了复杂的公式计算过程，节约处理器的内存消耗，缩短计算时间。

需要说明的是，本公开实施例的中各MAP图表均是已知的，是可以根据不同发动机所要达到的发动机性能进行发动机标定而得到的。可以理解的是，不同类型的多缸活塞发动机，所需的各MAP图表可能不一致。对于各MAP图表的形成过程，可以采用本领域技术人员已知的方法确定，考虑到相关计算过程较为复杂，为凸显本公开的主旨，在此不做详细介绍。

在本公开实施例中，根据发动机工况确定目标喷油量，再基于目标喷油量和发动机工况确定的目标压力，能够有效确定出不同发动机工况下的目标压力。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，所述装置还可以包括电控低压燃油计量器03，用于计量低压燃油，以将计量的低压燃油供给多个燃油喷射组件01，电控低压燃油计量器03连接到控制组件02，控制组件02还可以用于：

根据多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值，与目标压力之间的第一压力差，确定目标供油量；目标供油量包括从油箱输送给多个燃油喷射组件的低压燃油的油量；

根据目标供油量，控制电控低压燃油计量器的计量阀的开度，分别向各燃油喷射组件中输送与目标供油量对应的低压燃油。

图3示出根据本公开实施例的一种目标供油量确定方法的流程示意图。为便于理解上述确定目标供油量的过程。以如图3所示的目标供油量确定方法进行说明。如图3所示，根据发动机工况确定目标喷油量；根据发动机工况和目标喷油量确定目标压力；根据多个蓄压腔内实际压力的平均值和目标压力，确定两者之间的第一压力差；根据第一压力差确定目标喷油量。其中，确定目标喷油量和目标压力的方式，可以采用与上述本公开实施例相同的方式，在此不做赘述。

可以理解的是，为实现喷油的一致性，各燃油喷射组件所对应的目标压力是相同的。向各燃油喷射组件中提供的供油量，可以决定各燃油喷射组件中蓄压腔内的压力大小，换句话说，通过控制供油量可以控制各燃油喷射组件的蓄压腔内的压力。

在一种可能的实现方式中，由于各燃油喷射组件的实际压力可能不同，所以在确定目标供油量时，可以确定多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值，再根据该平均值与目标压力之间的第一压力差，确定目标供油量；还可以是确定多个燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力与目标压力之间的多个压力差，将多个压力差的平均值作为第一压力差，对此本公开实施例不做限制。

在一种可能的实现方式中，如上文所述，通过控制供油量可以控制各燃油喷射组件的蓄压腔内的压力，也即，压力与供油量之间存在对应关系。在确定目标供油量时，可以通过查询压力与供油量之间对应关系的MAP图表确定。

在一种可能的实现方式中，控制电控低压燃油计量器的计量阀的开度，可以通过PWM(Pulse-Width Modulation，脉冲宽度调制)的方式实现，可以包括：通过PWM控制计量阀的占空比，来实现控制计量阀的开度。通过控制计量阀的开度可以实现对供油量的控制，进而实现对蓄压腔内的实际压力的控制。

在一种可能的实现方式中，通过PWM方式控制计量阀的占空比，可以包括：通过前馈值加PID(Proportion-Intergral-Derivative，比例-积分-微分)控制算法，控制计量阀的占空比，其中，积分可以采用遇限削弱积分，当压力小于某阈值时输出上次控制占空比，前馈值通过查询相应的MAP图表得到。

可以理解的是，在供油过程中，由于装置的结构、所处环境等不确定因素的影响，以及也可能存在燃油泄露，所以供油时计量阀的占空比并不是一个计算出来的精确的量，而是通过前馈值加PID调节方式不断调节，使得多个蓄压腔内实际压力的平均值达到目标压力。

在一种可能的实现方式中，供油量的调节主要通过控制电控低压燃油计量器的计量阀开度实现，供油定时可以是根据不同类型的多缸活塞发动机预先固定好的；可以理解的是，各燃油喷射组件对应的供油时间是不同的，可以是由各燃油喷射组件对应的供油凸轮的相位决定。例如，针对任一燃油喷射控制组件，可以是在凸轮轴周期内，活塞上止点后一定曲轴转角开始供油，曲轴转过一定角度后停止供油。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，所述装置还可以包括低压输油泵04，用于从将低压燃油从油箱中泵给电控低压燃油计量器03，以经电控低压燃油计量器03将计量的低压燃油输送给多个燃油喷射组件01。

在本公开实施例中，能够根据多个蓄压腔内实际压力的平均值和目标压力，有效的实现对供油量的控制。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，各燃油喷射组件01可以包括：压力传感器013，用于采集各燃油喷射组件的蓄压腔内的压力，压力传感器013连接到控制组件02，控制组件02获取各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，可以包括：

针对任一燃油喷射组件，获取压力稳定时段内燃油喷射组件的压力传感器采集的蓄压腔内的多个压力，压力稳定时段包括凸轮轴周期内的供油终点和喷油始点之间的压力稳定时段，多个压力是按预设的采样周期采集的；

将多个压力的平均值，作为燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力。

在一种可能的实现方式中，压力传感器的采样周期，可以根据实际需求、压力传感器自身特性等设定，对此本公开实施例不做限制。

可以知晓的是，在对压力进行采样时，由于发动机的凸轮轴周期是变化的，但压力传感器的采样周期是固定的，因此采样点可能落在供油前和供油后的不同区间内，造成采集的压力存在较大波动，所以需要选取合适的压力的取值点，来消除采样周期与凸轮轴周期的不匹配带来的误差。

在一种可能的实现方式中，获取压力稳定时段内燃油喷射组件的压力传感器采集的蓄压腔内的多个压力，可以是指在凸轮轴周期中到达压力稳定时段时，触发获取压力传感器采集的多个压力，能够提高控制组件的存储利用率和处理效率。

在一种可能的实现方式中，多个压力的取值点，应在供油结束后、下一次喷油开始前的压力稳定时段内选用。这是由于在一个凸轮轴周期的后期，即下一次喷油开始前，蓄压腔内的燃油压力可以达到相对稳定的状态，稳定的压力有利于压力传感器的压力准确采集和目标供油量的精确控制。

在一种可能的实现方式中，供油终点可以是指从油箱向燃油喷射组件供油的实际结束点。如上文所述，供油时间可以根据供油过程中供油凸轮的相位确定，相应的，供油终点可以根据供油过程中供油凸轮的相位确定。

在一种可能的实现方式中，喷油始点可以是根据目标喷油时间确定的喷油始点。考虑到每次喷油的目标喷油时间是变化的，对应的喷油始点也是变化的，而在确定实际压力时可以需要确定一个固定的压力稳定时段，所以压力稳定时段中的喷油始点，可以是取各发动机工况下喷油始点中的最大值。

在一种可能的实现方式中，将压力稳定时段内的压力的平均值，作为燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，可以是将压力稳定时段内采集的全部压力的平均值，作为该实际压力；还可以是再选取压力稳定时段内的部分压力，将部分压力的平均值作为实际压力，对此本公开实施例不做限制。

在一种可能的实现方式中，为进一步确保压力稳定时段的可靠性，压力稳定时段还可以是一个凸轮轴周期中最大喷油提前角之前，指定数量的曲轴齿的位置对应的时段。其中，指定数量可以为3-5个。

在本公开实施例中，通过将压力稳定时段内压力的平均值，作为燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，可以有利于对目标供油量的精确控制。

在一种可能的实现方式中，控制组件02根据各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，分别确定各燃油喷射组件向对应气缸喷油的目标喷油时间，可以包括：

针对任一燃油喷射组件，在燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，与多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值之间的第二压力差，超过第一预设阈值的情况下，根据第二压力差及预测喷油时间，确定燃油喷射组件的目标喷油时间，预测喷油时间是根据目标喷油量确定的。

可以理解的是，多缸活塞发动机为了保证各缸喷油量的一致性，电控喷油器的初始参数(初始喷油时间，喷油器型号等)都一样。由于各燃油加压部件和各电控喷油器在制造上存在精度的不同，在使用过程中老化程度、磨损程度也不同，导致各电控喷油器在同一目标喷油时间的控制下产生的实际喷油量存在差别，使得各电控喷油器在喷油后，蓄压腔内的实际压力存在差别。因此，需要根据各燃油喷射组件的实际压力和实际喷油量独立调整各燃油喷射组件所需的喷油时间，使得各燃油喷射组件的实际压力和实际喷油量保持一致性。这个在传统的共轨式的燃油喷射装置上是无法实现，因为多个喷油器共用一个轨道(一个共轨)，无法根据每个喷油器在喷油后的实际压力的变化，判断出各电控喷油器的喷油量和泄漏量差别，也就无法实现控制实际喷油量的一致性的要求，也无法对个别燃油喷射组件的异常进行判断和告警。

由于在本公开实施例中各燃油喷射组件的电控喷油器的实际喷油量，只影响各自对应的蓄压腔内的实际压力，而且蓄压腔内的实际压力在凸轮轴周期的后期达到相对稳定。因此，可以精确的测量并比较各个电控喷油器对应的蓄压腔的实际压力。如果某个蓄压腔的实际压力较低，就知道这个蓄压腔对应的电控喷油器的实际喷油量是偏大的。这时候就要调整这个电动喷油器的喷油参数(如喷油脉宽和/或喷油提前角)，调到各燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力相同，这样保证了各气缸所需的实际喷油量的一致性。

在一种可能的实现方式中，第二压力差可以直接是两者之间的差值，也可以是两者之间的方差、标准差或偏差等，对此本公开实施例不做限制。

在一种可能的实现方式中，第一预设阈值可以是预先设置的用于判断是否调整预测喷油时间的压力阈值。对于第一预设阈值的具体数值可以根据实际需求、电控喷油器的结构特性等可能对实际压力产生影响的因素确定，对此本公开实施例不做限制。

在一种可能的实现方式中，根据燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力与多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值之间的第二压力差，可以实现比较各燃油喷射组件之间的实际压力，从而确定出需要调整喷油时间的燃油喷射组件。

在一种可能的实现方式中，预测喷油时间是根据目标喷油量确定的。可以理解的是，对于各电控喷油器来说，目标喷油量是一致的，那么预测喷油时间在理论上也是一致的。根据目标喷油量确定预测喷油时间，可以是通过查询相关喷油量与喷油时间之间对应关系的MAP图表的方式实现。

图4示出根据本公开实施例的一种预测喷油时间确定方法的流程示意图。其中，目标质量油量可以是根据发动机工况，确定出的以质量衡量的目标喷油量，目标体积油量可以是将以质量衡量的目标喷油量，换算成的以体积衡量的目标喷油量。

在一种可能的实现方式中，如图4所示，预测喷油时间确定方法可以包括：根据发动机工况得到目标质量油量；根据目标质量油量和燃油密度，得到目标体积油量，其中燃油密度是根据燃油温度确定的；根据目标体积油量和多个蓄压腔内实际压力的平均值，确定基本喷油脉宽；根据预测喷油提前角、基本喷油脉宽和水温对预测喷油脉宽的修正系数，得到预测喷油脉宽，其中，水温对预测喷油脉宽的修正系数是根据冷却水温确定的；预测喷油时间包括预测喷油提前角和预测喷油脉宽。

其中，由于喷油过程是按照流量和时间控制喷射的，流量是按体积计算的，所以将目标质量油量换算为目标体积油量，便于得到基本喷油脉宽。

在一种可能的实现方式中，可以根据发动机工况与质量油量之间的关系，通过查询相关MAP图表或通过相关算法，确定目标质量油量；

在一种可能的实现方式中，可以根据燃油质量与燃油体积之间的换算关系，根据目标质量油量和燃油密度，得到目标体积油量。

在一种可能的实现方式中，可以根据体积油量、压力与喷油脉宽之间的关系，通过查询相关MAP图表或通过相关算法，确定基本喷油脉宽。

在一种可能的实现方式中，可以根据喷油提前角与喷油脉宽之间的关系，基于相关算法或MAP图表得到预测喷油脉宽，再通过修正系数对预测喷油脉宽进行修正，得到最终的预测喷油脉宽。

需要说明的是，对于上述MAP图表和相关算法可以是已知的，本领域技术人员可以根据实际需求选用已知MAP图表和相关算法实现上述预测喷油时间的确定，本公开实施例对于MAP图表和相关算法的具体形式不做限制。

在一种可能的实现方式中，可以根据第二压力差的大小，结合相关的喷油时间调整算法，来调整预测喷油时间，得到目标喷油时间，例如，第二压力差较大，此时该电控喷油器的喷油量和/或泄油量可能较大，那么可以减小喷油脉宽。

其中，喷油时间调整算法可以是已知的，例如，可以是根据压力差与喷油时间的对应关系所预先构建的线性函数。可以理解的是，由于喷油过程会受到发动机转速、电控喷油器的特性等多因素的影响，具体的喷油时间调整算法，可以是本领域技术人员根据已知的影响因素进一步构建的算法，为凸显本公开的主旨，在此不做详细介绍。

可以理解的是，由于喷油过程受到多因素的影响，对于预测喷油时间的调整可以不止一次，通过多次调整以实现控制实际喷油量的一致性。

在一种可能的实现方式中，如上所述，虽然电控喷油器的初始参数(初始喷油时间，喷油器型号等)都一样的，但电控喷油器之间还是存在差异，也即，实际喷油量之间存在差异，但这些差异在一定程度上对压力的影响可以忽略不计。所以，在燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力与多个燃油喷射组件的实际压力的平均值之间的第二压力差未超过第一预设阈值的情况下，可以不执行对预测喷油时间的调整过程，直接将预测喷油时间作为目标喷油时间。

可以理解的是，随着各电控喷油器在使用过程的磨损程度和老化程度不一样，各电控喷油器的实际喷油量的一致性可能达不到要求，在该情况下，可以对预测喷油时间进行调整，也即，在燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力与多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值之间的第二压力差超过第一预设阈值的情况下，对预测喷油时间进行调整，确定目标喷油时间，进而可以实现对实际喷油量的控制。

在本公开实施例中，能够根据实际压力独立调整各燃油喷射组件的喷油时间，也即调整各燃油喷射组件的喷油量，使得燃油喷射组件的实际压力和实际喷油量保持一致性。

在一种可能的实现方式中，控制组件02还可以用于：

针对任一燃油喷射组件，在第二压力差超过第二预设阈值的情况下，确定该燃油喷射组件存在异常，第二预设阈值大于第一预设阈值；发出针对该燃油喷射组件的异常告警信息。

如上所述，第二压力差为燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，与多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值之间的压力差。

在一种可能的实现方式中，第二预设阈值可以是预先设置的用于确定异常燃油喷射组件的压力阈值。第二预设阈值可以根据实际需求设定，对于第二预设阈值的具体数值，本公开实施例不做限制。可以理解的是，第二预设阈值大于第一预设阈值。

在一种可能的实现方式中，第二压力差在第二预设阈值内，可以认为电控喷油器还是可以使用的，换句话说，可以认为电控喷油器的磨损程度、老化程度是可以接受程度，只要通过调整喷油时间，可实现喷油量的一致性。而当第二压力差超过第二预设阈值，例如，某燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力过于偏小，可以认为该燃油喷射组件中电控喷油器可能存在异常或者说损坏等，此时应该人为更换或修理。

在一种可能的实现方式中，在确定燃油喷射组件存在异常时，可以通过发出针对该燃油喷射组件的异常告警信息，例如，可以通过提示灯、提示音或提示文字等提示方式，实现对存在异常的燃油喷射组件的告警，对此本公开实施不做限制。

在本公开实施例中，能够有效的确定出存在异常的燃油喷射组件，提高多缸活塞发动机运行的稳定性。

图5示出根据本公开实施例的一种目标喷油时间确定方法的流程示意图。为便于理解上述控制组件02确定目标喷油时间的整体过程，以如图5所示的目标喷油时间确定方法进行说明。

控制组件02，根据多个蓄压腔内实际压力的平均值与某个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力，确定两者之间的第二压力差；判断第二压力差是否超过第一预设阈值，在第二压力差超过第二预设阈值的情况下，调整预测喷油时间，得到目标喷油时间；在第二压力差未超过第一预设阈值的情况下，将预测喷油时间作为目标喷油时间；

以及，判断第二压力差是否超过第二预设阈值；在第二压力差超过第二预设阈值的情况下，针对该燃油喷射组件发出异常告警信息；在第二压力差未超过第二预设阈值的情况下，继续判断第二压力差是否超过第一预设阈值。

在一种可能的实现方式中，如上文所述，各燃油喷射组件01包括电控喷油器011，用于在控制组件02的控制下，将各燃油喷射组件01的蓄压腔中的高压燃油喷射到对应气缸中。

在一种可能的实现方式中，电控喷油器011可以包括电磁阀，控制组件02分别连接到各燃油喷射组件01的电控喷油器011的电磁阀，控制组件02根据目标喷油时间，控制各燃油喷射组件向对应的气缸中喷射高压燃油，可以包括：

针对任一燃油喷射组件，根据燃油喷射组件的目标喷油时间，确定喷油始点对应的曲轴相位和喷油终点对应的曲轴相位，目标喷油时间包括喷油提前角和喷油脉宽；

根据喷油始点对应的曲轴相位和喷油终点对应的曲轴相位，控制电磁阀的开闭，以向燃油喷射组件对应的气缸中喷射高压燃油。

在一种可能的实现方式中，如上文所述，目标喷油时间包括喷油提前角和喷油脉宽；喷油提前角决定喷油始点，喷油脉宽和喷油提前角决定喷油始点。在确定出目标喷油时间后，便可以知晓在喷油始点对应的曲轴相位以及喷油终点对应的曲轴相位。

在一种可能的实现方式中，所述装置还可以包括相位传感器，用于采集多缸活塞发动机的曲轴相位，相位传感器连接到控制组件。

在一种可能的实现方式中，所述相位传感器器，可以用于采用曲轴信号盘和凸轮轴信号盘的相位；其中，相位传感器可以根曲轴信号盘和凸轮轴信号盘的结构决定安装位置，对此本公开实施例不做限制。

在一种可能的实现方式中，所述根据喷油始点对应的曲轴相位和喷油终点对应的曲轴相位，控制电磁阀的开闭，向燃油喷射组件对应的气缸中喷射高压燃油，可以包括：

获取相位传感器采集的实际曲轴相位；

针对任一燃油喷射组件，在实际曲轴相位达到所述燃油喷射组件的喷油始点对应的曲轴相位的情况下，控制燃油喷射组件的电磁阀打开，开始向对应的气缸中喷射高压燃油；

在实际曲轴相位达到所述燃油喷射组件的喷油终点对应的曲轴相位的情况下，控制燃油喷射组件的电磁阀关闭，停止向对应的气缸中喷射高压燃油。

在一种可能的实现方式中，控制电磁阀的打开或关闭，可以是通过对电磁阀通电或断电的方式实现。

在本公开实施例中，通过控制电磁阀的开闭，可以有效实现对目标喷油时间的控制，进而实现对实际喷油量的控制。

图6示出根据本公开实施例的一种燃油喷射组件的结构示意图。如图6所示，在一种可能的实现方式中，燃油喷射组件还可以包括高压进油部件014，用于将蓄压腔内的高压燃油经电控喷油器中部的进油孔输送到电控喷油器中，缩短了高压燃油在电控喷油器中的油道长度。

在一种可能的实现方式中，燃油加压部件可以包括蓄压泵总成和泵箱。其中，如图2所示的燃油加压部件，可以具体指燃油加压部件的蓄压泵总成，泵箱可以是该蓄压泵总成的安装箱，蓄压泵总成可以包括压油机构和蓄压机构。压油机构中的一个压油泵对应于蓄压机构中的一个蓄压腔；一个蓄压腔对应一个电控喷油器，因此，一个蓄压腔只受压油泵和喷油器这两个燃油波动源的作用，使蓄压腔在一个凸轮轴周期内接收的压力波动有足够的时间通过液力缓冲作用得到消除，极大的降低了平均的压力波动范围。同时，压油泵和蓄压腔之间通过球阀连接，取消了连接的高压油管，从而进一步消除了燃油压力波动的部分来源。蓄压腔在一个凸轮轴周期的后期，即下一次喷油开始前，燃油压力可以达到相对稳定的状态，稳定的蓄压腔压力有利于压力传感器的压力采集和目标供油量的控制。

在一种可能的实现方式中，蓄压泵总成与泵箱之间的存在安装腔，该安装腔可以是用于暂时存放供给燃油加压部件的低压燃油的低压燃油存储腔。

在一种可能的实现方式中，低压输油泵和低压燃油计量阀可以是独立于燃油喷射组件的一套供油装置，该一套供油装置通过低压燃油储存腔与燃油加压部件连接，这使得低压燃油在精确计量的基础上，能够在低压燃油储存腔内进行一个缓冲，电控低压燃油计量器内的液压与燃油加压部件内的液压不产生直接的相互作用，从而使得整个装置的液压力稳定性大幅提高。

在一种可能的实现方式中，电控喷油器与燃油加压部件一一对应，所以在电控喷油器的容腔、管道中产生的压力波动通过反射波反向影响到蓄压腔的压力后，该压力波动不会进一步影响到其他电控喷油器，也不会在其他电控喷油器的反射波的影响下进一步放大，而是逐渐得到缓冲、消除。

在一种可能的实现方式中，目标压力根据发动机转速进行确定，转速较低时，对喷油量的要求低，同时喷油时间可以较长，因此对燃油喷射压力的需求较低，也即对目标压力的要求低；转速高时，因为喷油时间短，因此对燃油喷射压力的要求较高，也即对目标压力的要求高。

在一种可能的实现方式中，发动机工况，包括启动工况、怠速工况、调速工况和超速工况。针对启动工况，蓄压腔的压力未达到启动工况设定的压力水准前，不开启燃油喷射，启动压力是一个重要参数，太高会造成启动困难，太低会造成启动燃油量过小，燃烧不稳定。调速工况下，压力越高，越有利于高转速的多次喷射控制，但是最高压力受到燃油加压部件的物理特性的限制，压力过高会造成系统燃油泄漏量增大，降低整个燃油加压部件的效能。可根据实际情况设定启动工况对应的启动压力和调速工况对应的最高压力，对此本公开实施例不做限制。

在一种可能的实现方式中，可以根据发动机工况、发动机转速和/或目标压力等参数，按照已知的喷射算法(喷射算法包括各发动机工况下的喷油量计算、喷油量转化为喷油脉宽的算法、喷油提前角的算法)，计算得到喷油脉宽和喷油提前角，进而根据喷油脉宽和喷油提前角控制电控喷油器将高压燃油喷射到气缸中。

在一种可能的实现方式中，控制组件可以包括采用一个电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)实现多缸的独立控制；还可以用多个ECU的方式实现多缸的独立控制；也可以用多个单片机基于子母板的方式实现多缸的独立控制。对于控制组件的具体形式，公开实施例不做限制。

在一种可能的实现方式中，单片机可以采用8位、16位或32位。较优的，可以采用16位单片机，不仅可以较好的实现基于时间-压力式的燃油喷射控制，还可以控制成本。

在一种可能的实现方式中，采用了电控低压燃油计量器进行供油量的调节，根据实时采集的各蓄压腔内实际压力的平均值，与目标压力之间的压力差，对电控低压燃油计量器的计量阀开度进行PWM调节。

在一种可能的实现方式中，根据确定的目标供油量和目标压力需求，计算计量阀开度。通过PWM控制计量阀占空比，来实现控制计量阀开度，进而控制实际压力，其中，通过前馈值+PID控制的方式控制占空比，前馈值是查表获得的，实现通过PID调节方法调节目标压力与实际压力之间的差值。

在本公开实施例中，多个燃油喷射组件在控制组件的控制下，可以实现对高压燃油的喷射时间和燃油压力的精确控制，降低燃油压力的脉冲波动，提高电控喷油器瞬时供油量的稳定性和一致性。

在本公开实施例中，还提供一种多缸活塞发动机，包括多个气缸，以及上述本公开实施例中任一所述的蓄压泵式燃油喷射系统控制装置。多缸活塞发动机可以是指四缸发动机、六缸发动机或八缸发动机等不同类型的多缸活塞发动机，本公开实施例对此不予限制。可以理解的是，蓄压泵式燃油喷射系统控制装置中的燃油喷射组件的数量与多缸活塞发动机的气缸数对应。

在本公开实施例中，通过采用上述蓄压泵式燃油喷射系统控制装置，可以有效的实现多缸活塞发动机的稳定运行。

需要说明的是，本公开实施例中提到的“低压燃油”、“高压燃油”、“电控低压燃油计量器”等中的“低压”和“高压”具有相对性。通过燃油加压部件加压后的燃油压力，大于加压前的燃油压力。

本领域技术人员应当了解，或至多在阅读本公开实施例的基础上即可了解，上述“低压”和“高压”的含义。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种蓄压泵式燃油喷射系统控制装置，其特征在于，所述装置应用于多缸活塞发动机，所述装置包括多个燃油喷射组件以及控制组件，

所述燃油喷射组件用于对低压燃油加压并蓄压，得到高压燃油，并向对应的气缸中喷射高压燃油；

所述控制组件分别连接到各燃油喷射组件，所述控制组件用于：

获取各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力；

根据各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，分别确定各燃油喷射组件向对应气缸喷油的目标喷油时间；

根据所述目标喷油时间，控制各燃油喷射组件向对应的气缸中喷射高压燃油。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制组件还用于：

根据所述多缸活塞发动机的发动机工况，确定所述多个燃油喷射组件对应的目标喷油量；

根据所述目标喷油量和所述发动机工况，确定所述多个燃油喷射组件的蓄压腔内的目标压力。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电控低压燃油计量器，用于计量低压燃油，以将计量的低压燃油供给所述多个燃油喷射组件，

所述电控低压燃油计量器连接到所述控制组件，所述控制组件还用于：

根据所述多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值，与所述目标压力之间的第一压力差，确定目标供油量；所述目标供油量包括从油箱输送给所述多个燃油喷射组件的低压燃油的油量；

根据所述目标供油量，控制所述电控低压燃油计量器的计量阀的开度，分别向各燃油喷射组件中输送与所述目标供油量对应的低压燃油。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述各燃油喷射组件还包括压力传感器，用于采集各燃油喷射组件的蓄压腔内的压力，所述压力传感器连接到所述控制组件，

所述控制组件获取各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，包括：

针对任一燃油喷射组件，获取压力稳定时段内所述燃油喷射组件的压力传感器采集的蓄压腔内多个压力，所述多个压力是按预设的采样周期采集的，所述压力稳定时段包括凸轮轴周期内的供油终点和喷油始点之间的压力稳定时段；

将所述多个压力的平均值，作为所述燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制组件根据所述各燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，分别确定各燃油喷射组件向对应气缸喷油的目标喷油时间，包括：

针对任一燃油喷射组件，在所述燃油喷射组件的蓄压腔内的实际压力，与所述多个燃油喷射组件的蓄压腔内实际压力的平均值之间的第二压力差，超过第一预设阈值的情况下，根据所述第二压力差及预测喷油时间，确定所述燃油喷射组件的目标喷油时间，所述预测喷油时间是根据所述目标喷油量确定的。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制组件还用于：

针对任一燃油喷射组件，在所述第二压力差超过第二预设阈值的情况下，确定所述燃油喷射组件存在异常，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；

发出针对所述燃油喷射组件的异常告警信息。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述各燃油喷射组件包括电控喷油器，用于在所述控制组件的控制下，将各燃油喷射组件的蓄压腔中的高压燃油喷射到对应气缸中；所述电控喷油器包括电磁阀，所述控制组件分别连接到各燃油喷射组件的电控喷油器的电磁阀，

所述控制组件根据所述目标喷油时间，控制各燃油喷射组件向对应的气缸中喷射高压燃油，包括：

针对任一燃油喷射组件，根据所述燃油喷射组件的目标喷油时间，确定喷油始点对应的曲轴相位和喷油终点对应的曲轴相位，所述目标喷油时间包括喷油提前角和喷油脉宽；

根据所述喷油始点对应的曲轴相位和所述喷油终点对应的曲轴相位，控制所述电磁阀的开闭，以向所述燃油喷射组件对应的气缸中喷射高压燃油。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括相位传感器，用于采集所述多缸活塞发动机的曲轴相位，所述相位传感器连接到所述控制组件，

所述根据所述喷油始点对应的曲轴相位和所述喷油终点对应的曲轴相位，控制所述电磁阀的开闭，向所述燃油喷射组件对应的气缸中喷射高压燃油，包括：

获取所述相位传感器采集的实际曲轴相位；

针对任一燃油喷射组件，在所述实际曲轴相位达到所述燃油喷射组件的喷油始点对应的曲轴相位的情况下，控制所述燃油喷射组件的电磁阀打开，开始向对应的气缸中喷射高压燃油；

在所述实际曲轴相位达到所述燃油喷射组件的喷油终点对应的曲轴相位的情况下，控制所述燃油喷射组件的电磁阀关闭，停止向对应的气缸中喷射高压燃油。

9.根据权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述各燃油喷射组件还包括燃油加压部件，用于对低压燃油加压得到高压燃油，将所述高压燃油储存到燃油加压部件内的蓄压腔中。

10.一种多缸活塞发动机，其特征在于，所述多缸活塞发动机包括：

多个气缸；以及

如权利要求1-9任一项所述的蓄压泵式燃油喷射系统控制装置。

Images