CN113464302B - 一种燃油系统的停机泄压控制方法及其控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车发动机控制技术领域，公开一种燃油系统的停机泄压控制方法及其控制装置。燃油系统包括发动机、油轨和喷油器，喷油器能将油轨内的燃油喷至发动机内，该燃油系统的停机泄压控制方法包括：在发动机获取停机信号后，油轨处于怠速轨压至发动机停转之间为动态泄压阶段，在动态泄压阶段，喷油器进行多次喷射泄压，每次喷射泄压包括n次喷射，前(n‑1)次为空喷，第n次为非空喷；在发动机停转至油轨处于停机轨压之间为静态泄压阶段，在静态泄压阶段，喷油器进行空喷，至轨压降至停机轨压。本发明设置动态泄压阶段，可以在发动机获取停机信号后的短时间内快速将轨压下降到停机轨压，泄压时间短，喷油器喷射次数少，使用寿命长。

Description

一种燃油系统的停机泄压控制方法及其控制装置

技术领域

本发明涉及汽车发动机控制技术领域，尤其涉及一种燃油系统的停机泄压控制方法及其控制装置。

背景技术

传统商用车领域共轨燃油系统的喷油器为常回油喷油器，即喷油器无论是否工作，都存在回油。随着研究发现，更大马力、更高轨压(大马力通常指功率超过441.3kW，超高轨压通常指轨压控制范围超过2000bar)的柴油发动机会更有效的节约燃油消耗，降低污染物排放。为了保障超高轨压燃油系统的供油效率(主要通过减少由于喷油器常回油带来的轨压损耗)，超高轨压燃油系统通常使用无静态回油喷油器(喷油器不工作时，回油量非常小)。采用这种喷油器的共轨燃油系统，停机工况都需要额外的控制策略来保证轨压处于合理范围内(常回油喷油器，可以通过正常回油实现停机泄压，无需额外的控制策略)。

以超高压燃油系统为例，超高压燃油系统采用无静态回油喷油器的同时，还配备了带有电控泄压阀的高压油轨。配置电控泄压阀是为了满足大负荷工况向小负荷工况切换时轨压骤降的控制需求，但为了保障车辆可以实现跛行回家功能(即燃油供给系统存在电气故障时，车辆也可以低速行驶)，常开型电控泄压阀在非供电的工况下，也能够保障油轨中有500bar-600bar燃油压力。但是正是由于油轨中存在用于跛行回家的燃油压力，因此，仅设置电控泄压阀就不能适用于一些停机工况后需要快速泄压的场合，如停机维修等。

现有技术中，为实现停机后快速泄压，基于无静态回油喷油器共轨燃油系统在停机工况一般仅采用停机后静态空喷技术，其中静态指的是发动机执行停机请求后，由转速刚为0到控制器失去对喷油器的驱动能力这个区间段，采用该技术通过控制喷油器加电脉宽来实现回油球阀运动而喷射针阀不动，喷油器在发动机停机后只回油而不喷油，通过回油对油轨内实现泄压。这种方法的缺点在于：由于加电脉宽非常短(一般怠速工况在450μs左右)，泄压效果有限，并且只有在发动机无转速的情况下才能进行喷油器驱动，因此泄压时间长；同时，由于每次停机都会额外对喷油器驱动上千次，这种控制技术对喷油器的使用寿命要求很高，喷油器正常开启次数要求是常回油喷油器开启次数要求的几倍。

所以，亟需一种燃油系统的停机泄压控制方法及其控制装置，以解决上述问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种燃油系统的停机泄压控制方法及其控制装置，泄压时间短，喷油次数少，有利于提高喷油器的使用寿命。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种燃油系统的停机泄压控制方法，所述燃油系统包括发动机、油轨和喷油器，所述喷油器能将所述油轨内的燃油喷至所述发动机内，

在所述发动机获取停机信号后，油轨处于怠速轨压至所述发动机停转之间为动态泄压阶段，在所述动态泄压阶段，所述喷油器进行多次喷射泄压，每次喷射泄压包括n次喷射，前(n-1)次为空喷，第n次为非空喷；

在所述发动机停转至所述油轨处于停机轨压之间为静态泄压阶段，在所述静态泄压阶段，所述喷油器进行空喷，至轨压降至停机轨压。

作为一种燃油系统的停机泄压控制方法的优选方案，所述燃油系统还包括与所述油轨连通的泄压阀，在所述发动机获取停机信号后和所述动态泄压阶段之前还包括判断所述油轨内压力，当所述油轨内的压力大于怠速轨压时，控制所述泄压阀将轨压泄至所述怠速轨压，当所述油轨内压力为所述怠速轨压时，则进入所述动态泄压阶段。

作为一种燃油系统的停机泄压控制方法的优选方案，一次所述喷射泄压包括第一次预喷、第二次预喷、主喷、第一次后喷和第二次后喷，所述第二次后喷为非空喷。

作为一种燃油系统的停机泄压控制方法的优选方案，所述第二次后喷的起始角为所述发动机的活塞运动到上止点后20°。

作为一种燃油系统的停机泄压控制方法的优选方案，所述动态泄压阶段每次喷射泄压的第n次非空喷的喷射脉宽为机油浓度在预设范围内且所述发动机不复燃时的最大喷射脉宽。

作为一种燃油系统的停机泄压控制方法的优选方案，所述动态泄压阶段和/或所述静态泄压阶段的空喷的脉冲为怠速工况下喷油器空喷回油的喷射脉宽。

作为一种燃油系统的停机泄压控制方法的优选方案，所述静态泄压阶段的空喷的喷射频率小于等于100Hz。

作为一种燃油系统的停机泄压控制方法的优选方案，在所述静态泄压阶段空喷进行时还包括，累计空喷时间，当所述空喷时间累计至预设时间且轨压未降至停机轨压时，停止空喷。

一种燃油系统的停机泄压控制装置，能执行以上任一方案所述的燃油系统的停机泄压控制方法。

作为一种燃油系统的停机泄压控制装置的优选方案，还包括油箱、油泵和设置于所述油箱与所述油泵之间的滤清器，所述喷油器的回油端与所述油箱连通，所述油泵与所述油轨连通。

本发明的有益效果为：

本发明通过设置动态泄压阶段，在发动机获取停机信号后，且油轨压力处于怠速轨压至发动机停转之间时，通过控制喷油器进行多次喷射泄压，以降低油轨内的压力，然后在发动机停转至油轨处于停机轨压之间继续进行空喷，直至轨压降至停机轨压，动态泄压阶段和静态泄压阶段配合泄压，可以在发动机获取停机信号后的短时间内快速将轨压下降到停机轨压，该控制方法可用于停机工况后急需快速泄压的场合，如停机维修等。具体地，动态泄压阶段的每次喷射泄压包括n次喷射，前(n-1)次为空喷，第n次为非空喷，通过将喷射泄压的第n次喷射设置为非空喷，以进一步增加泄压效果，进而减少泄压时间，同时减少了喷油器的喷射次数，提高的喷油器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的燃油系统的停机泄压控制方法的泄压时间与发动机转速的关系图；

图2是本发明具体实施方式提供的燃油系统的停机泄压控制装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施方式提供一种燃油系统的停机泄压控制方法，燃油系统包括发动机、油轨和喷油器，喷油器能将油轨内的燃油喷至发动机内，该燃油系统的停机泄压控制方法包括，在发动机获取停机信号后，油轨处于怠速轨压至发动机停转之间为动态泄压阶段，在动态泄压阶段，喷油器进行多次喷射泄压，每次喷射泄压包括n次喷射，前(n-1)次为空喷，第n次为非空喷；在发动机停转至油轨处于停机轨压之间为静态泄压阶段，在静态泄压阶段，喷油器进行空喷，至轨压降至停机轨压。

通过设置动态泄压阶段，在发动机获取停机信号后，且油轨压力处于怠速轨压至发动机停转之间时，通过控制喷油器进行多次喷射泄压，以降低油轨内的压力，然后在发动机停转至油轨处于停机轨压之间继续进行空喷，直至轨压降至停机轨压，动态泄压阶段和静态泄压阶段配合泄压，可以在发动机获取停机信号后的短时间内快速将轨压下降到停机轨压，该控制方法可用于停机工况后需要快速泄压的场合，如停机维修等。具体地，动态泄压阶段的每次喷射泄压包括n次喷射，前(n-1)次为空喷，第n次为非空喷，通过将喷射泄压的第n次喷射设置为非空喷，以进一步增加泄压效果，进而减少泄压时间，同时减少了喷油器的喷射次数，提高的喷油器的使用寿命。

可以理解的是，喷射泄压的第n次为非空喷的优点是可以提高泄压效率，但还存在稀释机油及引起发动机复燃等问题，稀释机油后会降低机油附着性，破坏其有效成分，腐蚀机体非金属密封件，有燃烧的可能，挥发剩余物，产生油垢，损伤润滑系；收到停机信号后导致发动机复燃则是违反驾驶员意愿，易造成严重的安全隐患。所以，第n次非空喷的脉宽设置需要在可以提高泄压效率的同时，保证机油的浓度在预设范围内且还需要保证发动机不会复燃。综上，本实施例中，动态泄压阶段每次喷射泄压的第n次非空喷的喷射脉宽为机油浓度在预设范围内且发动机不复燃时的最大喷射脉宽。示例性地，第n次的喷射脉宽范围可以是1500μs-3000μs，该喷射脉宽对机油稀释程度几乎无影响，同时还可以使轨压快速下降。本实例采用更保守的喷射脉宽1500μs。

值得说明的是，空喷技术是通过控制喷油器加电脉宽来实现回油球阀运动而喷射针阀不动，喷油器在发动机停机后只回油而不喷油，该技术为现有技术，在此不再具体赘述。同时，本实施例中的喷油器为无静态回油喷油器。

优选地，燃油系统还包括与油轨连通的泄压阀，在发动机获取停机信号后和动态泄压阶段之前还包括判断所述油轨内压力，当油轨内的压力大于怠速轨压时，控制泄压阀将轨压泄至怠速轨压，当油轨内压力为怠速轨压时，则进入动态泄压阶段。示例性地，怠速轨压为500bar-600bar，当车辆从怠速状态下执行停机时，轨压为怠速轨压，就可以直接进入动态泄压阶段进行泄压；当车辆从其他工况下直接执行停机时，此时轨压会大于怠速轨压，这就需要先通过泄压阀进行泄压，直至将轨压泄至怠速轨压后再进入动态泄压阶段继续进行泄压。其中泄压阀为电控泄压阀，其泄压过程及原理为现有技术，在此不做具体限定。

具体地，多次喷射技术已经是广泛应用于高压共轨柴油机系统中的现有技术，多次喷射包括预喷、主喷和后喷。喷射次数的标定需要根据发动机所配置的喷油器型号和量产发动机燃油系统的加工工艺决定。多次喷射次数范围为1-7次。且发动机燃油系统加工工艺越高、密封稳压效果越好，标定的多次喷射次数值越大；相反，标定的多次喷射次数值越小。本实施例中，动态泄压过程中的喷射次数设置为五次。具体地，一次喷射泄压包括第一次预喷、第二次预喷、主喷、第一次后喷和第二次后喷，预喷的主要目的是降低噪声；后喷的目的是用于降低碳烟和提高排温。其中，第一次预喷、第二次预喷、主喷和第一次后喷为空喷，第二次后喷为非空喷。

进一步地，喷射泄压过程还需要设置前(n-1)次空喷的喷射脉宽和每次喷射的起始角度。其中，空喷的脉冲为怠速工况下喷油器空喷回油的喷射脉宽，具体地，空喷的喷射脉宽为450μs。第二次后喷的起始角为发动机的活塞运动到上止点后20°，具体地，第一次预喷喷油起始角为发动机活塞运动到上止点前20°、第二次预喷喷油起始角为发动机活塞运动到上止点前5.5°、主喷喷油起始角为发动机活塞运动到上止点前1°、第一次后喷喷油起始角为发动机活塞运动到上止点后10°。

值得说明的是，上述动态泄压阶段的每次喷射脉宽和喷射角度均由试验获得，实验方式为现有技术，在此不做具体限定。于其他实施例中，还可以通过查表获得，前(n-1)次喷射脉宽可查询一维图表的方式计算喷油器空喷回油喷射脉宽，一维图表横坐标是燃油共轨压力，纵坐标是喷油器空喷回油喷射脉宽，该喷射脉宽是通过遍历不同转速，通过单次喷射仪测量的空喷回油喷射脉宽；第n次喷射脉宽的标定需要在已有查表值基础上，继续查表并计算第n次喷射脉宽查表值。该表为一维图表，横坐标是燃油共轨压力，纵坐标是第n次喷射脉宽值；每次喷射的起始角度为喷射起始角基础查表值与喷射起始角修正值之和。基础查表值采用查询三维图表，三维图表的x轴为发动机转速，y轴为多次喷射最终喷油量，z轴为喷射起始角。喷射起始角修正值为修正值基础查表值与修正系数查表值的乘积。修正值基础查表值采用查询三维图表，三维图表的x轴为发动机转速，y轴为多次喷射最终喷油量，z轴为修正值基础值；修正系数查表值采用查询二维图表，二维图表横坐标为发动机温度，二维表纵坐标为修正系数。相应的表格以及查表方式为现有技术，在此不再具体赘述。

进一步地，静态泄压阶段的空喷喷射脉宽与动态泄压阶段的空喷脉宽相同，均为怠速工况下喷油器空喷回油的喷射脉宽，具体地，空喷的喷射脉宽为450μs。

具体地，静态泄压阶段还需要确定空喷的喷射频率。喷射频率根据发动机所配置的喷油器型号和量产发动机燃油系统的加工工艺决定。喷射频率范围小于等于100Hz。发动机燃油系统加工工艺越高、密封稳压效果越好，喷射频率越大；相反，喷射频率越小。示例性地，本实施例中，静态泄压阶段的空喷的喷射频率为1Hz。

优选地，在静态泄压阶段空喷进行时还包括，累计空喷时间，当空喷时间累计至预设时间且轨压未降至停机轨压时，停止空喷。通过设置累计空喷时间，可以避免由于喷油器失效或异常等情况造成的一直处于静态泄压阶段，有利于保证泄压的可靠性

如图2所示，本实施方式还公开一种燃油系统的停机泄压控制装置，能执行如上任一方案所述的燃油系统的停机泄压控制方法。通过燃油系统的停机泄压控制装置进行停机泄压，可以有效的提高停机泄压效率，缩短停车后等待时间，较现有技术从怠速轨压到停机轨压一般需要8分钟左右，采用动态泄压阶段和静态泄压阶段组合泄压技术可以将泄压时间缩短到1分钟左右。较现有技术需要喷油器空喷500次以上，采用动态泄压阶段和静态泄压阶段组合泄压技术可以将喷油器喷射次数控制在100次左右，有效地延长了喷油器的使用寿命。

具体地，燃油系统的停机泄压控制装置包括控制器，泄压阀和喷油器均与控制器电连接，控制器能接收到车辆的停机信息并发送给发动机；燃油系统的停机泄压控制装置还包括设置于油轨内的压力检测件，压力检测件也与控制器电连通。

进一步地，燃油系统的停机泄压控制装置还包括油箱、油泵和设置于油箱与油泵之间的滤清器，喷油器的回油端与油箱连通，同时泄压阀也与油箱连通，用于回油泄压；油泵与油轨连通，用于将油箱内的燃油泵入油轨内；滤清器则可用于过滤油箱内的燃油，使进入油轨的燃油更加清洁。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种燃油系统的停机泄压控制方法，其特征在于，所述燃油系统包括发动机、油轨和喷油器，所述喷油器能将所述油轨内的燃油喷至所述发动机内，

在所述发动机获取停机信号后，油轨处于怠速轨压至所述发动机停转之间为动态泄压阶段，在所述动态泄压阶段，所述喷油器进行多次喷射泄压，每次喷射泄压包括n次喷射，前(n-1)次为空喷，第n次为非空喷；

在所述发动机停转至所述油轨处于停机轨压之间为静态泄压阶段，在所述静态泄压阶段，所述喷油器进行空喷，至轨压降至停机轨压。

2.根据权利要求1所述的燃油系统的停机泄压控制方法，其特征在于，所述燃油系统还包括与所述油轨连通的泄压阀，在所述发动机获取停机信号后和所述动态泄压阶段之前还包括判断所述油轨内压力，当所述油轨内的压力大于怠速轨压时，控制所述泄压阀将轨压泄至所述怠速轨压，当所述油轨内压力为所述怠速轨压时，则进入所述动态泄压阶段。

3.根据权利要求1所述的燃油系统的停机泄压控制方法，其特征在于，一次所述喷射泄压包括第一次预喷、第二次预喷、主喷、第一次后喷和第二次后喷，所述第二次后喷为非空喷。

4.根据权利要求3所述的燃油系统的停机泄压控制方法，其特征在于，所述第二次后喷的起始角为所述发动机的活塞运动到上止点后20°。

5.根据权利要求1所述的燃油系统的停机泄压控制方法，其特征在于，所述动态泄压阶段每次喷射泄压的第n次非空喷的喷射脉宽为机油浓度在预设范围内且所述发动机不复燃时的最大喷射脉宽。

6.根据权利要求1所述的燃油系统的停机泄压控制方法，其特征在于，所述动态泄压阶段和/或所述静态泄压阶段的空喷的脉冲为怠速工况下喷油器空喷回油的喷射脉宽。

7.根据权利要求1所述的燃油系统的停机泄压控制方法，其特征在于，所述静态泄压阶段的空喷的喷射频率小于等于100Hz。

8.根据权利要求1-7任一项所述的燃油系统的停机泄压控制方法，其特征在于，在所述静态泄压阶段空喷进行时还包括，累计空喷时间，当所述空喷时间累计至预设时间且轨压未降至停机轨压时，停止空喷。

9.一种燃油系统的停机泄压控制装置，其特征在于，能执行如权利要求1-8任一项所述的燃油系统的停机泄压控制方法。

10.根据权利要求9所述的燃油系统的停机泄压控制装置，其特征在于，还包括油箱、油泵和设置于所述油箱与所述油泵之间的滤清器，所述喷油器的回油端与所述油箱连通，所述油泵与所述油轨连通。

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