CN114151258A - 一种喷油器回油故障诊断方法、燃油系统及内燃机 - Google Patents

一种喷油器回油故障诊断方法、燃油系统及内燃机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种喷油器回油故障诊断方法、燃油系统及内燃机，属于内燃机控制技术领域。该喷油器回油故障诊断方法包括：判断是否满足喷油器诊断条件；若是，则进行诊断流程；判断总回油量过大标志位状态；如果状态为0，说明诊断喷油器状态正常，则进入总回油量诊断流程；如果状态为1，说明诊断喷油器状态位总回油量过大，则进入单只喷油器诊断流程；恢复正常控制。该燃油系统包括上述的喷油器回油故障诊断方法。该内燃机包括上述的燃油系统。该方法可以在线精确诊断具体哪只喷油器回油量过大，有利于及时发现喷油器存在的回油故障，且相较于现有技术无需任何额外装置，便于故障预警和维修。

Description

一种喷油器回油故障诊断方法、燃油系统及内燃机
技术领域
本发明涉及内燃机控制技术领域，尤其涉及一种喷油器回油故障诊断方法、燃油系统及内燃机。
背景技术
在柴油车的供油系统中通常会采用高压共轨，来自柴油车油箱的低压燃油经由供油泵加压积聚在高压共轨中。高压共轨经由金属管与喷油器相连，从而高压燃油可以经由喷油器以一定的高压被选择性喷射到柴油车发动机的气缸中。随着排放法规的不断升级，电控高压共轨系统的工作压力也越来越高，对共轨液力系统的要求也越来越高，无静态回油喷油器更适用高压力喷射系统。然而，在燃油品质不高或柴油车长期使用的情况下，喷油器精密耦件可能会发生磨损，导致喷油器出现静态回油，进而影响动态回油和喷射，严重的时候，将影响系统性能。因此，如何及时诊断喷油器是否出现回油量过大故障具有十分重要的意义。
现有技术中提供的喷油器回油故障诊断方法无法在线精确诊断具体是哪只喷油器发生故障，且需要配备专用设备，无法实现故障预警和维修。
因此，亟需提出一种喷油器回油故障诊断方法、燃油系统及内燃机以解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷油器回油故障诊断方法、燃油系统及内燃机，可以在线精确诊断具体哪只喷油器回油量过大，无需任何额外装置，便于故障预警和维修。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种喷油器回油故障诊断方法，包括：
判断是否满足喷油器诊断条件；若是，则进行诊断流程；
判断总回油量过大标志位状态；如果状态为0，说明诊断喷油器状态正常，则进入总回油量诊断流程；如果状态为1，说明诊断喷油器状态位总回油量过大，则进入单只喷油器诊断流程；
恢复正常控制。
作为上述喷油器回油故障诊断方法的优选技术方案，判断是否满足喷油器诊断条件包括：
判断整车是否处于Overrun状态，且轨压是否大于第一阈值PCNowLmt1。
作为上述喷油器回油故障诊断方法的优选技术方案，在进行诊断流程之前包括：
系统调节。
作为上述喷油器回油故障诊断方法的优选技术方案，所述系统调节包括：
关闭油泵进油、冻结轨压积分调节值、禁止喷油；
等待时间T1或系统轨压小于等于第二阈值PCNowLmt2。
作为上述喷油器回油故障诊断方法的优选技术方案，第二阈值PCNowLmt2小于第一阈值PCNowLmt1。
作为上述喷油器回油故障诊断方法的优选技术方案，总回油量诊断流程包括：
采集当前轨压PCNowSta1，延迟时间T2后，再次采集当前轨压PCNowEnd1，计算前后两次轨压降DeltPCNow1，并与标准轨压降DeltPCObj1进行比较，如果连续数次DeltPCNow1>DeltPCObj1，则说明系统存在某只或某几只喷油器回油量偏大，总回油量过大标志位置1。
作为上述喷油器回油故障诊断方法的优选技术方案，单只喷油器诊断流程包括：
采集当前轨压PCNowSta2，然后以高频小脉宽的驱动方式连续驱动同一只喷油器，延迟时间T2后，再次采集当前轨压PCNowEnd2，计算前后两次轨压降DeltPCNow2，多次求取平均值后与标准轨压降DeltPCObj2进行比较，计算各缸实际轨压降DeltPCNow2与各缸标准轨压降DeltPCObj2的差值DeltPCNowObjn，如果某缸的压降差值DeltPCNowObjn>DeltPCNowObj，则对应缸喷油器存在回油量过大故障。
作为上述喷油器回油故障诊断方法的优选技术方案，诊断出单只喷油器存在回油量过大故障之后，还包括：将对应缸喷油器回油量过大故障标志位置1，同时将总回油量过大标志位清0。
作为上述喷油器回油故障诊断方法的优选技术方案，恢复正常控制包括：
禁止系统诊断、解冻轨压积分调节值、使能喷油、开启泵进油、闭环控制轨压。
本发明还提供一种燃油系统，使用上述任一技术方案所述的喷油器回油故障诊断方法。
本发明还提供一种内燃机，包括上述的燃油系统。
相较于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明提出的喷油器回油故障诊断方法，包括以下步骤：判断是否满足喷油器诊断条件；若是，则进行诊断流程；判断总回油量过大标志位状态；如果状态为0，说明诊断喷油器状态正常，则进入总回油量诊断流程；如果状态为1，说明诊断喷油器状态位总回油量过大，则进入单只喷油器诊断流程；恢复正常控制。该方法可以在线精确诊断具体哪只喷油器回油量过大，有利于及时发现喷油器存在的回油故障，且相较于现有技术无需任何额外装置，便于故障预警和维修。
本发明提出的燃油系统，包使用上述的喷油器回油故障诊断方法。该燃油系统能够防止喷油器出现静态回油，燃油消耗降低，减小对系统性能的影响。
本发明提出的内燃机，包括上述的燃油系统。该内燃机性能稳定，工作可靠。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明具体实施方式所提供的燃油系统的结构示意图；
图2为本发明具体实施方式所提供的喷油器的结构示意图；
图3为本发明具体实施方式所提供的喷油器回油故障诊断方法的流程图；
图4是本发明具体实施方式所提供的正常驱动电流和高频驱动电流的对比图。
附图标记：
1、油箱；2、控制器；3、比例阀；4、高压泵；5、轨压传感器；6、共轨管；7、控制信号；8、喷油器；9、回油管；
81、进油口；82、信号端；83、喷油器线圈；84、电磁铁；85、球阀；86、针阀；87、油嘴；88、回油口。
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，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”“下”“左”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的燃油系统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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本实施例提供了一种燃油系统，可应用于内燃机中，适用于不同发动机缸数。如图1所示，该燃油系统包括油箱1、控制器2、比例阀3、高压泵4、轨压传感器5、共轨管6和喷油器8，油箱1中的燃油经低压油管、滤清器后被高压泵4压入共轨管6中，压入燃油的量由控制器2根据目标轨压和轨压传感器5的读数闭环控制比例阀3而获得，控制器2根据目标喷射量控制通过控制信号7控制喷油器8获得实际喷射量，喷油器回油和高压泵回油一起通过回油管9返回油箱1中。
本实施例中的喷油器结构如图2所示，共轨管6中的高压油经过进油口81进入喷油器8，当喷油器线圈83获得信号端82的驱动信号后，电磁铁84发生向上运动，球阀85跟随向上运动，随后，针阀86两端出现明显压差，使得针阀86发生向上运动，高压燃油通过油嘴87喷射，球阀85处泄漏的燃油经过回油口88流入回油管9中。在喷油器线圈83没有获得信号端82的驱动信号的情况下，球阀85处正常是没有燃油泄漏的，回油口88处也没有燃油；在喷油器线圈83获得信号端82的驱动信号的情况下，球阀85处存在动态泄漏燃油，延迟一定时间后，油嘴87处有燃油喷射；如果喷油器线圈83获得信号端82的驱动信号脉宽非常小，将出现只有回油没有喷油的现象。
需要说明的是，本实施例中的燃油系统为本领域的现有技术，关于其具体连接结构和工作原理此处不再过多说明。
本实施例还提供了一种喷油器回油故障诊断方法，应用于上述内燃机的燃油系统中。如图3所示，该喷油器回油故障诊断方法主要包括以下步骤：
判断是否满足喷油器诊断条件；若是，则进行诊断流程；
判断总回油量过大标志位状态；如果状态为0，说明诊断喷油器状态正常，则进入总回油量诊断流程；如果状态为1，说明诊断喷油器状态位总回油量过大，则进入单只喷油器诊断流程；
恢复正常控制。
具体地，判断是否满足喷油器诊断条件包括：判断整车是否处于Overrun状态，且轨压是否大于第一阈值PCNowLmt1。若是，则进行诊断流程；若否，则退出诊断。
进一步地，判断整车是否处于Overrun状态包括：获取喷油量和发动机转速；确定发动机转速是否不为0，并确定喷油量是否为0；若发动机转速不为0，且喷油量为0，则确定整车处于Overrun状态。
可选地，在进行诊断流程之前包括：系统调节。
系统调节包括以下两个步骤：
首先，为了排除泵油对共轨管内压力的影响，控制器2控制比例阀3禁止高压泵4向共轨管6内供油，同时将轨压控制的积分调节值进行冻结，防止积分饱和，最后将喷油关闭，以禁止喷油；
接着，为了排除液力延迟和共轨管内的压力波动对瞬时轨压测量的影响，等待时间T1或系统轨压小于等于第二阈值PCNowLmt2时使能系统诊断。如果喷油器没有故障，共轨管内压力将维持不变；如果喷油器有故障，回油量变大，共轨管内压力持续下降。
需要说明的是，上述第二阈值PCNowLmt2即为起始轨压，其小于第一阈值PCNowLmt1。
总回油量诊断即喷油器静态回油轨压降计算与诊断，优选地，总回油量诊断流程包括：首先采集当前轨压PCNowSta1，延迟时间T2后，再次采集当前轨压PCNowEnd1，计算前后两次轨压降DeltPCNow1，并与标准轨压降DeltPCObj1进行比较，如果连续数次(可标定)DeltPCNow1>DeltPCObj1，则说明系统存在某只或某几只喷油器回油量偏大，总回油量过大标志位置1。其中，标准轨压降DeltPCObj1根据上述起始的轨压PCNowSta1查表获得。
单只喷油器诊断即喷油器静态+动态回油轨压降计算与诊断，优选地，单只喷油器诊断流程包括：首先采集当前轨压PCNowSta2，然后以高频小脉宽的驱动方式连续驱动同一只喷油器，延迟时间T2后，再次采集当前轨压PCNowEnd2，计算前后两次轨压降DeltPCNow2，取多次测量结果求取平均值后与标准轨压降DeltPCObj2进行比较，计算各缸实际轨压降DeltPCNow2与各缸标准轨压降DeltPCObj2的差值DeltPCNowObjn，如果某缸的压降差值DeltPCNowObjn>DeltPCNowObj，则对应缸喷油器存在回油量过大故障。
其中，高频小脉宽的驱动频率根据静态轨压降DeltPCNow1查一维表格获得，驱动脉宽根据实时轨压DeltPCNow查一维表格获得。进一步地，标准轨压降DeltPCObj2根据上述起始的轨压PCNowSta2查表获得。DeltPCNowObj根据标准轨压降DeltPCObj2查表获得。
图4所示是本实施例提供的一种正常驱动和高频驱动电流对比图。正常驱动电流的脉宽与目标喷油量有关，频率和转速有关，在1000rpm转速下，单缸喷油器的驱动周期为120ms；而高频驱动的频率根据静态轨压降查表获得，驱动脉宽根据实时轨压查表获得，图例为5ms驱动周期。
需要说明的是，上述高频小脉宽的驱动过程只存在动态回油而没有喷油。优选地，单只喷油器诊断流程根据发动机气缸数进行轮询诊断，且各缸的诊断起始轨压和延迟时间是相同的。
进一步地，诊断出单只喷油器存在回油量过大故障之后，还包括：将对应缸喷油器回油量过大故障标志位置1，同时将总回油量过大标志位清0。
可选地，恢复正常控制包括：控制器2将禁止系统诊断、解冻轨压积分调节值、使能喷油、开启泵进油、闭环控制轨压。需要说明的是，系统调节和恢复控制逻辑在时间片函数内调用。
该喷油器回油故障诊断方法可以在线精确诊断具体哪只喷油器回油量过大，有利于及时发现喷油器存在的回油故障，且相较于现有技术无需任何额外装置，便于故障预警和维修。
本实施例提供的燃油系统，使用上述的喷油器回油故障诊断方法。该燃油系统能够防止喷油器出现静态回油，燃油消耗降低，减小对系统性能的影响。
本实施例提供的内燃机，包括上述的燃油系统。该内燃机性能稳定，工作可靠。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种喷油器回油故障诊断方法，其特征在于，包括：
判断是否满足喷油器诊断条件；若是，则进行诊断流程；
判断总回油量过大标志位状态；如果状态为0，说明诊断喷油器状态正常，则进入总回油量诊断流程；如果状态为1，说明诊断喷油器状态位总回油量过大，则进入单只喷油器诊断流程；
恢复正常控制。
2.根据权利要求1所述的喷油器回油故障诊断方法，其特征在于，判断是否满足喷油器诊断条件包括：
判断整车是否处于Overrun状态，且轨压是否大于第一阈值PCNowLmt1。
3.根据权利要求2所述的喷油器回油故障诊断方法，其特征在于，在进行诊断流程之前包括：
系统调节。
4.根据权利要求3所述的喷油器回油故障诊断方法，其特征在于，所述系统调节包括：
关闭油泵进油、冻结轨压积分调节值、禁止喷油；
等待时间T1或系统轨压小于等于第二阈值PCNowLmt2。
5.根据权利要求4所述的喷油器回油故障诊断方法，其特征在于，所述第二阈值PCNowLmt2小于所述第一阈值PCNowLmt1。
6.根据权利要求1所述的喷油器回油故障诊断方法，其特征在于，总回油量诊断流程包括：
采集当前轨压PCNowSta1，延迟时间T2后，再次采集当前轨压PCNowEnd1，计算前后两次轨压降DeltPCNow1，并与标准轨压降DeltPCObj1进行比较，如果连续数次DeltPCNow1>DeltPCObj1，则说明系统存在某只或某几只喷油器回油量偏大，总回油量过大标志位置1。
7.根据权利要求1所述的喷油器回油故障诊断方法，其特征在于，单只喷油器诊断流程包括：
采集当前轨压PCNowSta2，然后以高频小脉宽的驱动方式连续驱动同一只喷油器，延迟时间T2后，再次采集当前轨压PCNowEnd2，计算前后两次轨压降DeltPCNow2，多次求取平均值后与标准轨压降DeltPCObj2进行比较，计算各缸实际轨压降DeltPCNow2与各缸标准轨压降DeltPCObj2的差值DeltPCNowObjn，如果某缸的压降差值DeltPCNowObjn>DeltPCNowObj，则对应缸喷油器存在回油量过大故障。
8.根据权利要求7所述的喷油器回油故障诊断方法，其特征在于，诊断出单只喷油器存在回油量过大故障之后，还包括：
将对应缸喷油器回油量过大故障标志位置1，同时将总回油量过大标志位清0。
9.根据权利要求1所述的喷油器回油故障诊断方法，其特征在于，恢复正常控制包括：
禁止系统诊断、解冻轨压积分调节值、使能喷油、开启泵进油、闭环控制轨压。
10.一种燃油系统，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的喷油器回油故障诊断方法。
11.一种内燃机，其特征在于，包括如权利要求10所述的燃油系统。
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