CN112855373A - 燃油系统的控制装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于内燃机技术领域，具体涉及一种燃油系统的控制装置及控制方法。本发明的燃油系统的控制装置中，喷油壳体内设置有控制腔和喷油腔，喷油壳体上设置有喷孔，喷油组件能够移动地设置于喷油壳体内从而打开或关闭喷孔，控制腔与喷油腔连通，喷油腔与共轨管连通；泄油管与控制腔连通；电磁阀设置于控制腔内或泄油管上；压力放大单元分别与共轨管、控制腔和喷油腔连通；控制器根据信号控制电磁阀开启或关闭。本发明中，通过压力放大单元和电磁阀开启能够将喷油器内的控制腔内的油从泄油管泄出，在需要对喷油器的喷油压力增压时，关闭电磁阀通过压力放大单元对喷油器的喷油腔进行加压，能够满足不同的压力要求，可以对油耗改善。

Description

燃油系统的控制装置及控制方法
技术领域
本发明属于内燃机技术领域，具体涉及一种燃油系统的控制装置及控制方法。
背景技术
预喷射是指在主喷射之前进行的一次小油量的喷射,后喷技术是目前降低柴油机污染物排放的有效手段之一,现有的燃油系统中预喷和后喷等喷油压力都一样，无法满足不同的压力需求，对油耗没有改善。
发明内容
本发明的目的是至少解决现有的燃油系统中预喷和后喷等喷油压力都一样，对油耗没有改善的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一方面提出了一种燃油系统的控制装置，包括：
共轨管，
喷油器，所述喷油器包括喷油壳体和喷油组件，所述喷油壳体内设置有控制腔和喷油腔，所述喷油壳体上设置有喷孔，所述喷油组件能够移动地设置于所述喷油壳体内从而打开或关闭所述喷孔，所述控制腔与所述喷油腔连通，所述喷油腔与所述共轨管连通；
泄油管，所述泄油管与所述控制腔连通；
电磁阀，所述电磁阀设置于所述控制腔内或所述泄油管上；
压力放大单元，所述压力放大单元分别与所述共轨管、所述控制腔和所述喷油腔连通；
控制器，所述控制器根据信号控制所述电磁阀开启或关闭。
根据本发明的燃油系统的控制装置中，在需要对喷油器的喷油压力降低时，通过压力放大单元和电磁阀开启能够将喷油器内的控制腔内的油从泄油管泄出，在需要对喷油器的喷油压力增压时，关闭电磁阀通过压力放大单元对喷油器的喷油腔进行加压，能够满足不同的压力要求，可以对油耗改善。
另外，根据本发明的燃油系统的控制装置，还可具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述压力放大单元包括：
连接壳体；
增压活塞，所述增压活塞包括分隔部和增压部，所述分隔部将所述连接壳体分隔为进油腔和出油腔；所述进油腔与所述共轨管连通，所述出油腔上设置有泄油口；
增压壳体，所述增压壳体与所述连接壳体连通，所述增压部能够移动地设置于所述增压壳体内，所述增压壳体与所述控制腔连通。
在本发明的一些实施例中，所述燃油系统的控制装置还包括燃油箱，所述泄油口与所述燃油箱连通。
在本发明的一些实施例中，所述燃油系统的控制装置还包括回油管，所述共轨管通过所述回油管与所述燃油箱连通，所述泄油口与所述回油管连通。
在本发明的一些实施例中，所述泄油口处设置有控制阀，所述控制器根据信号控制所述控制阀开启或关闭。
在本发明的一些实施例中，所述喷油组件包括：
针阀，所述针阀可移动地设置于所述喷油腔内，从而打开或关闭所述喷孔；
推杆，所述推杆与所述针阀连接，所述推杆可移动地设置于所述控制腔内。
本发明的另一方面还提出了一种燃油系统的控制方法，应用如上所述的燃油系统的控制装置，其中，具体步骤包括：
S1、根据燃油发动机的当前转速和喷油器的当前喷油量获得需求喷油压力和电磁阀加电时刻；
S2、根据需求喷油压力位于共轨管的当前压力和增压后喷油器的增压喷油压力之间计算压降量；
S3、根据所述需求喷油压力、共轨管的当前压力、压降量及喷油器的当前喷油量获得电磁阀执行加电周期；
S4、根据电磁阀执行加电周期和发动机的当前转速获得电磁阀加电次数，根据所述电磁阀加电次数和所述电磁阀加电时刻对所述电磁阀进行加电。
在本发明的一些实施例中，所述具体步骤还包括：
S5、根据压降量和电磁阀加电时刻计算出控制阀加电时刻对控制阀进行加电。
在本发明的一些实施例中，所述增压后喷油器的增压喷油压力根据压力放大单元中分隔部和增压部截面积比获得。
在本发明的一些实施例中，根据需求喷油压力为共轨管的放大后压力，将所述电磁阀加电时刻作为控制阀加电时刻对控制阀进行加电。
附图说明
通过阅读下文优选实施例的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明实施例的燃油系统的控制装置的结构示意图；
图2示意性地示出了根据本发明实施例的燃油系统的控制方法的逻辑图；
图3示意性地示出了根据本发明实施例的燃油系统的控制方法的流程图。
1：燃油箱；2：连接油管；3：高压油泵；4：第一高压油管；5：共轨管；6：回油管；7：控制阀；8：低压油管；9：第二高压油管；10：第三高压油管；11：压力放大单元；12：增压活塞；13：第四高压油管；14：第五高压油管；15：第六高压油管；16：泄油管；17：喷油器；
17a：控制腔；17b：推杆；17c：回位弹簧；17d：针阀；17e：喷油腔；17f：喷孔。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施例的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
如图1至图3所示，本实施例中的燃油系统的控制装置，其中，包括：共轨管5，喷油器17，泄油管16，电磁阀，压力放大单元11和控制器；喷油器17包括喷油壳体和喷油组件，喷油壳体内设置有控制腔17a和喷油腔17e，喷油壳体上设置有喷孔17f，喷油组件能够移动地设置于喷油壳体内从而打开或关闭喷孔17f，控制腔17a与喷油腔17e连通，喷油腔17e与共轨管5连通；泄油管16与控制腔17a连通；电磁阀设置于控制腔17a内或泄油管16上；压力放大单元11分别与共轨管5、控制腔17a和喷油腔17e连通；控制器根据信号控制电磁阀开启或关闭。
具体地，燃油系统还包括通过连接油管2与燃油箱1连接的高压油泵3，高压油泵3通过第一高压油管4与共轨管5连通。喷油腔喷油腔17e通过第五高压油管14与共轨管5连通。控制腔17a和喷油腔17e依次通过第六高压油管15和第五高压油管14连通。
在需要对喷油器17的喷油压力降低时，通过压力放大单元11和电磁阀开启能够将喷油器17内的控制腔17a内的油从泄油管16泄出，在需要对喷油器17的喷油压力增压时，关闭电磁阀通过压力放大单元11对喷油器17的喷油腔17e进行加压，能够满足不同的压力要求，可以对油耗改善。
在本发明的一些实施例中，压力放大单元11包括：
连接壳体；
增压活塞12，增压活塞12包括分隔部和增压部，分隔部将连接壳体分隔为进油腔和出油腔；进油腔与共轨管5连通，出油腔上设置有泄油口；
增压壳体，增压壳体与连接壳体连通，增压部能够移动地设置于增压壳体内，增压壳体与控制腔17a连通。
具体地，进油腔通过第三高压油管与共轨管5连通，增压壳体通过第四高压油管13和第六高压油管15与控制腔17a连通。
出油腔泄油，打破压力放大单元11的压力平衡，增压活塞12往下移动，增压部进入增压壳体内，对增压壳体内的油进行增压，增压后的油通过第五高压油管14进入喷油器17的喷油腔17e，高压的油将针阀17d顶上去，高压克服针阀17d上的回位弹簧17c，高压油从喷孔17f喷出。
在需要降压时，控制器控制电磁阀打开，泄油管16与控制腔17a连通，高压的油分别通过第四高压油管13和第六高压油管15进入控制腔17a从泄油管16泄出。
在本发明的一些实施例中，燃油系统的控制装置还包括燃油箱1，泄油口与燃油箱1连通。
泄出的油可以通过第二高压油管9和低压油管8回流到燃油箱1进行回收。
在本发明的一些实施例中，燃油系统的控制装置还包括回油管6，共轨管5通过回油管6与燃油箱1连通，泄油口与回油管6连通。
第二高压油管9与回油管6连通，使整个结构更加紧凑。
在本发明的一些实施例中，泄油口处设置有控制阀7，控制器根据信号控制控制阀7开启或关闭。
具体地，控制器控制控制阀7开启能够对压力放大单元11内的压力进行调整，从而对喷油器17进行增压或降压。
在本发明的一些实施例中，喷油组件包括：
针阀17d，针阀17d可移动地设置于喷油腔17e内，从而打开或关闭喷孔17f；
推杆17b，推杆17b与针阀17d连接，推杆17b可移动地设置于控制腔17a内。
本发明的另一方面还提出了一种燃油系统的控制方法，应用如上的燃油系统的控制装置，其中，具体步骤包括：
S1、根据燃油发动机的当前转速和喷油器17的当前喷油量获得需求喷油压力和电磁阀加电时刻；
S2、根据需求喷油压力位于共轨管5的当前压力和增压后喷油器17的增压喷油压力之间计算压降量；
S3、根据需求喷油压力、共轨管5的当前压力、压降量及喷油器17的当前喷油量获得电磁阀执行加电周期；
S4、根据电磁阀执行加电周期和发动机的当前转速获得电磁阀加电次数，根据电磁阀加电次数和电磁阀加电时刻对电磁阀进行加电。
具体地，根据燃油发动机的当前转速和喷油器17的当前喷油量从MAP表获得需求喷油压力和电磁阀加电时刻。根据需求喷油压力位于共轨管5的当前压力和增压后喷油器17的增压喷油压力之间从MAP表中计算压降量。
首先根据发动机的运行状态(根据燃油发动机的当前转速和当前的负荷)计算出目标需求喷射压力，如果满足条件一(目标需求喷射压力在共轨压力和增压后压力之间)，则计算压降量，输入为共轨管5压力和需求喷射压力，然后再将压降量和喷油器17的当前喷油量(当前的负荷)作为输入计算喷油器17电磁阀执行加电周期T，然后与发动机的当前转速一起作为输入计算喷油器17电磁阀加电次数，之后将指令喷油器17电磁阀加电周期和喷油器17电磁阀加电次数输入给执行机构。
在本发明的一些实施例中，具体步骤还包括：
S5、根据压降量和电磁阀加电时刻计算出控制阀7加电时刻对控制阀7进行加电。
具体地，压力降低的同时执行压力放大单元11才能够实现目标需求喷射压力，从而实现目标需求喷射压力，所以将压降量和喷油器17电磁阀加电时刻t(转速和负荷获得)作为输入计算控制阀加电时刻t1。
在本发明的一些实施例中，增压后喷油器17的增压喷油压力根据压力放大单元11中分隔部和增压部截面积比获得。
增压后的压力是压降后的压力乘以放大比例得到的，而放大比例为分隔部和增压部截面积比。其中P1、P2、P3、P4分别为执行压力降低增压前的最小压力、共轨管5压力、执行压力降低装置后增压得到的最大喷油压力、不执行压力降低装置后增压得到的最大喷油压力。其中增压比＝P4/P2＝P3/P1。
在本发明的一些实施例中，根据需求喷油压力为共轨管5的放大后压力，将电磁阀加电时刻作为控制阀加电时刻对控制阀7进行加电。
如果满足条件二(目标需求压力正好等于共轨管5压力放大后的压力)，则直接执行压力放大单元11，不执行压降，将共轨管5压力和喷油器17电磁阀加电时刻t作为输入计算控制阀77加电时刻t2。如果条件一和条件二均不能满足要求，则需要重新考虑轨压调整，重新标定共轨管5压力MAP。
本发明的燃油系统的控制装置中，压力放大单元11不工作时，来自共轨管5的燃油分别通过各自高压油管充满进油腔、出油腔和增压壳体，三者的压力是相等的，分隔部的上、下压力平衡，当判断有压力放大需求时，ECU对控制阀7发出指令，打开泄油口，出油腔中的燃油流出，分隔部的压力平衡被打破，分隔部带动增压部运动对增压壳体中的燃油进行加压，压力放大的倍数为分隔部和增压部表面积之比。
综上，本发明的燃油系统的控制装置中，在需要对喷油器17的喷油压力降低时，通过压力放大单元11和电磁阀开启能够将喷油器17内的控制腔17a内的油从泄油管16泄出，在需要对喷油器17的喷油压力增压时，关闭电磁阀通过压力放大单元11对喷油器17的喷油腔17e进行加压，能够满足不同的压力要求，可以对油耗改善。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种燃油系统的控制装置，其特征在于，包括：
共轨管，
喷油器，所述喷油器包括喷油壳体和喷油组件，所述喷油壳体内设置有控制腔和喷油腔，所述喷油壳体上设置有喷孔，所述喷油组件能够移动地设置于所述喷油壳体内从而打开或关闭所述喷孔，所述控制腔与所述喷油腔连通，所述喷油腔与所述共轨管连通；
泄油管，所述泄油管与所述控制腔连通；
电磁阀，所述电磁阀设置于所述控制腔内或所述泄油管上；
压力放大单元，所述压力放大单元分别与所述共轨管、所述控制腔和所述喷油腔连通；
控制器，所述控制器根据信号控制所述电磁阀开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的燃油系统的控制装置，其特征在于，所述压力放大单元包括：
连接壳体；
增压活塞，所述增压活塞包括分隔部和增压部，所述分隔部将所述连接壳体分隔为进油腔和出油腔；所述进油腔与所述共轨管连通，所述出油腔上设置有泄油口；
增压壳体，所述增压壳体与所述连接壳体连通，所述增压部能够移动地设置于所述增压壳体内，所述增压壳体与所述控制腔连通。
3.根据权利要求2所述的燃油系统的控制装置，其特征在于，所述燃油系统的控制装置还包括燃油箱，所述泄油口与所述燃油箱连通。
4.根据权利要求3所述的燃油系统的控制装置，其特征在于，所述燃油系统的控制装置还包括回油管，所述共轨管通过所述回油管与所述燃油箱连通，所述泄油口与所述回油管连通。
5.根据权利要求2所述的燃油系统的控制装置，其特征在于，所述泄油口处设置有控制阀，所述控制器根据信号控制所述控制阀开启或关闭。
6.根据权利要求1所述的燃油系统的控制装置，其特征在于，所述喷油组件包括：
针阀，所述针阀可移动地设置于所述喷油腔内，从而打开或关闭所述喷孔；
推杆，所述推杆与所述针阀连接，所述推杆可移动地设置于所述控制腔内。
7.一种燃油系统的控制方法，应用于权利要求1-6任一项所述的燃油系统的控制装置，其特征在于，具体步骤包括：
S1、根据燃油发动机的当前转速和喷油器的当前喷油量获得需求喷油压力和电磁阀加电时刻；
S2、根据需求喷油压力位于共轨管的当前压力和增压后喷油器的增压喷油压力之间计算压降量；
S3、根据所述需求喷油压力、共轨管的当前压力、压降量及喷油器的当前喷油量获得电磁阀执行加电周期；
S4、根据电磁阀执行加电周期和发动机的当前转速获得电磁阀加电次数，根据所述电磁阀加电次数和所述电磁阀加电时刻对所述电磁阀进行加电。
8.根据权利要求7所述的燃油系统的控制方法，其特征在于，所述具体步骤还包括：
S5、根据压降量和电磁阀加电时刻计算出控制阀加电时刻对控制阀进行加电。
9.根据权利要求7所述的燃油系统的控制方法，其特征在于，所述增压后喷油器的增压喷油压力根据压力放大单元中分隔部和增压部截面积比获得。
10.根据权利要求7所述的燃油系统的控制方法，其特征在于，根据需求喷油压力为共轨管的放大后压力，将所述电磁阀加电时刻作为控制阀加电时刻对控制阀进行加电。
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