CN103397963B - 一种油轨压力快速泄压控制方法及电控高压共轨*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油轨压力快速泄压控制方法及电控高压共轨***，其中控制方法包括：判断是否满足放行条件，若是，则计算轨压实际值与轨压设定值之间的轨压差值；以及判断轨压差值是否超阈值，若是，则进一步判断发动机是否处于降轨压阶段，若否，则结束控制；若判定发动机处于降轨压阶段，则进入降轨压修正模式，若否，则结束控制；所述降轨压修正模式根据发动机工况确定增加的每缸动态泄漏次数，并通过控制喷油器电磁阀以最小加电时间动作，执行动态泄露，增加喷油器动态泄漏量，使轨压迅速降低。该方法可实现电控高压共轨***在突变工况轨压设定值突降时，轨压实际值能够迅速降低，其理想的轨压跟随性可显著提高发动机的安全性和稳定性。

Description

一种油轨压力快速泄压控制方法及电控高压共轨***

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是能够实现柴油发动机电控高压共轨***的油轨压力快速泄压的控制方法。本发明还涉及采用所述控制方法的电控高压共轨***。

背景技术

现有的发动机大多采用电控高压共轨***，其能够通过蓄压方式实现稳定的喷射压力和灵活的喷油规律，以此保证混合气的质量，达到良好的经济性和排放。

请参考图1、图2，图1为电控高压共轨***的油路示意图；图2为电控喷油器的剖视图。

如图所示，电控高压共轨***是实现柴油机燃油压力建立、高压存储、燃油喷射以及提供控制的装置，包括电控高压油泵1、共轨管2、电控喷油器3和ECU四大主要部件，油轨压力指共轨管2内的压力，以下简称轨压。

电控喷油器3是实现燃油喷射量和喷射正时精确控制的载体，喷油器内运动件如针阀31、球阀32等与喷油器体存在的间隙而带来的高压燃油的泄露称为喷油器静态泄露。当喷油器线圈33通电后，衔铁34向上运动、球阀32上升，使其内的高压油与低压油的油路连通，此时，燃油流经释放控制孔35产生的泄露称为喷油器动态泄露。

低压油经过高压油泵1变为高压油后进入共轨管2，高压油控制量由油泵上油量计量单元的开度决定，从而保证共轨管内轨压实际值跟随轨压设定值。当发生意外（轨压不可控或机械故障等）而导致轨压实际值超过一定阈值后，连在共轨管一端的机械泄压阀4打开，从而保护共轨管2不会由于过高的压力而损坏。

在发动机突然要求油轨压力迅速下降时，单独通过关闭油量计量单元的泄压速度是不够的。例如当油门踏板迅速释放和ECU产生错误要求油轨内高压燃油迅速泄压等，这种情况下泄压的速度显得尤为重要。

电控高压共轨***中轨压控制主要通过调节油量计量单元上比例电磁阀的开度来调节进入共轨管内供油量的多少，从而达到控制轨压的目的。这种控制方式在稳态和瞬态轨压升高情况下实现了很好的轨压跟随性，但在瞬态轨压下降情况下跟随性不理想。

请参考图3，图3为轨压实际值与设定值的跟随曲线。

从图中可以看出，轨压设定值上升时，轨压实际值的跟随速度处于可以接受的范围内。但是，当松开油门踏板或ECU***报错，要求轨压迅速下降时，轨压实际值的跟随速度很慢。

其原因在于，电控高压共轨***是通过调节油量计量单元上比例电磁阀的开度来调节进入油轨内供油量的多少。当轨压设定值迅速上升时，电磁阀开度变大使供油量变大，轨压可实现快速跟随；而当轨压设定值迅速下降时，虽然此时电磁阀开度变小使供油量变小，但共轨管内仍存在较高的压力，轨压的降低只能通过喷油器的静态泄露来实现，而短时间内静态泄漏量有限，从而导致轨压设定值突降时轨压实际值下降较慢，从而会大大影响发动机的安全性和稳定性。

因此，本领域技术人员亟需解决电控高压共轨***在突变工况轨压设定值突降时轨压实际值下降较慢这一技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种油轨压力快速泄压控制方法。该方法可实现电控高压共轨***在突变工况轨压设定值突降时，轨压实际值能够迅速降低，其理想的轨压跟随性可显著提高发动机的安全性和稳定性。

本发明的第二目的是提供一种采用所述控制方法的电控高压共轨***。

为了实现上述目的，本发明提供一种油轨压力快速泄压控制方法，包括：

判断是否满足放行条件，若是，则计算轨压实际值与轨压设定值之间的轨压差值；以及

判断轨压差值是否超阈值，若是，则进一步判断发动机是否处于降轨压阶段，若否，则结束控制；

若判定发动机处于降轨压阶段，则进入降轨压修正模式，若否，则结束控制；

所述降轨压修正模式根据发动机工况确定增加的每缸动态泄漏次数，并通过控制喷油器电磁阀以最小加电时间动作，执行动态泄露，增加喷油器动态泄漏量，使轨压迅速降低。

优选地，还包括：

在整个喷射执行一次后，继续监测轨压实际值，并执行计算轨压实际值与轨压设定值之间的轨压差值及其之后的各步骤，直到轨压差值小于阈值后结束控制。

优选地，其中，判断是否满足放行条件包括：

通过判断当前工况下油门踏板是否处于迅速释放状态和/或ECU产生错误要求油轨内高压燃油迅速泄压状态，从而判定是否放行油轨压力迅速泄压控制。

优选地，其中，判断发动机是否处于降轨压阶段包括判断轨压控制是否处于闭环状态。

优选地，其中，根据发动机工况确定增加的每缸动态泄漏次数包括：

确定当前喷射次数，在与喷油器允许喷射次数进行差值计算后得到当前工况下可以增加的每缸动态泄露次数。

优选地，其中，最小加电时间指喷油器电磁阀加电，喷油器可进行动态泄漏而恰好无喷油量的时间。

优选地，所述最小加电时间使喷油器的球阀抬起并在针阀即将抬起时落座。

优选地，其中，通过控制喷油器电磁阀以最小加电时间动作包括：

使用设定的喷射提前角和最小加电时间按柴油机发火顺序依次驱动喷油器，在完成正常喷射的情况下增加喷油器动态泄露次数。

优选地，进一步包括：

在喷油器允许喷射次数全部开启时，保证发动机正常运行的当前喷射次数用于完成高压燃油喷射过程，为发动机提供动力，而动态泄露喷射次数则用于增加喷油器的动态泄露量。

为实现上述第二目的，本发明提供一种电控高压共轨***，包括电控高压油泵、共轨管、电控喷油器和控制器，所述控制器采用上述任一项所述的油轨压力快速泄压控制方法控制所述共轨管的油轨压力。

本发明在现有控制逻辑基础上，提供一种基于喷油器的动态泄露快速降低轨压的控制方法。通过判定当前工况下，油门踏板是否处于迅速释放状态和/或ECU产生错误要求油轨内高压燃油迅速泄压状态，从而判断是否放行油轨压力迅速泄压控制。当放行时，判定轨压设定值与实际值的差值，判定当前发动机是否正处于降轨压阶段，当满足条件时则进入降轨压修正模式，否则退出，在降轨压修正模式中，首先确定当前喷射次数，在与允许喷射次数进行差值计算后得到当前工况下可以增加的每缸动态泄露次数，通过控制喷油器电磁阀以最小加电时间动作来增加喷油器动态泄漏量。由于进入喷油器充油控制口中的高压燃油不断泄回油箱，共轨管中轨压实际值也会随之降低，从而达到迅速降低轨压的目的。

本发明提供的电控高压共轨***采用上述控制方法控制其共轨管的油轨压力，由于控制方法具有上述技术效果，因此采用该控制方法的电控高压共轨***也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1为电控高压共轨***的油路示意图；

图2为电控喷油器的剖视图；

图3为轨压实际值与设定值的跟随曲线；

图4为本发明所提供油轨压力快速泄压控制方法的控制逻辑框图。

图中：

1.电控高压油泵2.共轨管3.电控喷油器4.泄压阀31.针阀32.球阀33.线圈34.衔铁35.释放控制孔36.喷孔

具体实施方式

本发明的核心是解决电控高压共轨***在突变工况轨压设定值突降时，轨压实际值下降较慢的问题，其基本方案是在现有主流、以喷油器静态泄露来实现轨压设定值降低时实际值跟随的电控高压共轨***平台上，利用喷油器电磁阀以最小加电时间多次快速动作，增加喷油器处燃油的动态泄露，实现共轨管内燃油压力迅速降低。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图4，图4为本发明所提供油轨压力快速泄压控制方法的控制逻辑框图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的油轨压力快速泄压控制方法，包括以下步骤：

首先，判断是否满足油轨压力快速泄压控制方法放行条件。

通过判断当前工况下油门踏板是否处于迅速释放状态（轨压值大于标定值）和/或ECU产生错误要求油轨内高压燃油迅速泄压状态，从而判定是否放行油轨压力迅速泄压控制。

若判断结果为是，则满足放行条件，开始计算轨压实际值与轨压设定值之间的轨压差值，轨压设定值是根据不同工况（转速和油量）查表得出的当前最优控制轨压，轨压实际值是通过共轨管上的轨压传感器采样获取的当前共轨管内实际压力。

接着，判断轨压差值是否超阈值，若是，则进一步判断发动机是否处于降轨压阶段，若否，则退出程序，结束控制。将轨压差值与设定阈值进行比较，当轨压差值大于阈值时，则认为当前轨压的偏差过大，轨压实际值不能良好地跟随轨压设定值，需要迅速降低轨压。

然后，若判定发动机处于降轨压阶段，则进入降轨压修正模式，若否，则退出程序，结束控制。

具体地，若判定轨压控制处于闭环状态，则认为发动机处于降轨压阶段，因为只有当轨压控制处于闭环状态时才会要求轨压设定值和轨压实际值的动态跟随。当轨压控制处于开环状态（如“跛行回家”等）时，轨压实际值的输出基于当前实际工况，而与设定值无关。因此，只有在闭环状态且轨压差值超过阈值时，才会运行降轨压修正模式。

上述“跛行回家”是为发动机设计的一种特殊模式，当发动机传感器出现损坏，控制器发现数据不正常时，一方面故障灯报警，一方面用一个常数带替传感器数据，以便让车辆能照常行驶至检修地点，由于相对于正常工作模式而言，性能稍差，因此形象地称为“跛行回家”。

进入降轨压修正模式后，可分为两个阶段：

第一阶段，检测当前喷射状态。

根据当前发动机工况，确定喷油器的喷射状态。实现方法是确定当前喷射次数，在与喷油器允许喷射次数进行差值计算后，判断得到当前工况下可以增加的每缸动态泄露次数。

电控高压共轨***对每缸均可实现多次燃油喷射过程，主要有主喷、预喷和后喷。通常主喷只有一次，预喷和后喷的次数根据发动机当前工况确定是否放行，喷油器允许喷射次数可实现5次甚至更多，在ECU开发时其具体数量由发动机性能确定。

例如，若发动机的喷油器允许喷射次数为5次，当前喷射次数为3次，则进行差值计算后，得到当前工况下可以增加的每缸动态泄露次数为2次，以此类推。

第二阶段，执行动态泄露。

在完成当前喷射状态监测后，使用设定的喷射提前角和最小加电时间按柴油机发火顺序依次驱动喷油器，在完成正常喷射的情况下达到增加喷油器动态泄露次数的目的。

在允许喷射次数全部开启时，保证发动机正常运行的当前喷射次数用于完成高压燃油喷射过程，为发动机提供动力；而动态泄露喷射次数则用于增加喷油器的动态泄露量，其实现方式是控制喷油器电磁阀以最小加电时间工作，执行动态泄露，增加喷油器动态泄漏量，使轨压迅速降低。

最小加电时间指喷油器电磁阀加电，喷油器可进行动态泄漏而恰好无喷油量的时间，从阀芯动作来看，该加电时间能够使喷油器的球阀抬起并在针阀即将抬起时落座。这样既可以实现喷油器的动态泄露，使轨压迅速降低，又能保证喷油器并未喷射燃油进入气缸内，从而不影响发动机标定的性能及排放。

最后，进行轨压实际值反馈监测，在整个喷射执行一次后，继续监测轨压实际值，并执行计算轨压实际值与轨压设定值之间的轨压差值及其之后的各步骤，也就是以轨压实际值为反馈参数，以轨压设定值为控制目标进行闭环控制，直到轨压差值小于阈值后退出程序，结束控制。

本发明利用喷油器自身的允许喷射次数及喷射状态，判断得到当前工况下增加的每缸动态泄露次数，使用设定的最小加电时间依次驱动喷油器，实现增加喷油器动态泄露的目的，高压燃油从回油路泄压，使轨压迅速降低，实时在线的改善了轨压设定值突降时实际值瞬态跟随较慢的问题。

本发明的另一优点是其实现方式充分利用了现有的控制逻辑，只需增加部分控制程序即可，而不用进行硬件改动，有效的控制了研发费用等成本。

当然，上述油轨压力快速泄压控制方法仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述控制方法，本发明还提供一种电控高压共轨***，包括电控高压油泵、共轨管、电控喷油器和控制器，其中，控制器采用上文所述的油轨压力快速泄压控制方法控制共轨管的油轨压力，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的油轨压力快速泄压控制方法及电控高压共轨***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种油轨压力快速泄压控制方法，包括：

判断是否满足放行条件，若是，则计算轨压实际值与轨压设定值之间的轨压差值；以及

判断轨压差值是否超阈值，若是，则进一步判断发动机是否处于降轨压阶段，若否，则结束控制；

若判定发动机处于降轨压阶段，则进入降轨压修正模式，若否，则结束控制；

所述降轨压修正模式根据发动机工况确定增加的每缸动态泄漏次数，并通过控制喷油器电磁阀以最小加电时间动作，执行动态泄露，增加喷油器动态泄漏量，使轨压迅速降低；

在整个喷射执行一次后，继续监测轨压实际值，并执行计算轨压实际值与轨压设定值之间的轨压差值及其之后的各步骤，直到轨压差值小于阈值后结束控制；

其中，判断是否满足放行条件包括：

通过判断当前工况下油门踏板是否处于迅速释放状态和/或ECU产生错误要求油轨内高压燃油迅速泄压状态，从而判定是否放行油轨压力迅速泄压控制；

判断发动机是否处于降轨压阶段包括判断轨压控制是否处于闭环状态。

2.根据权利要求1所述的油轨压力快速泄压控制方法，其中，根据发动机工况确定增加的每缸动态泄漏次数包括：

确定当前喷射次数，在与喷油器允许喷射次数进行差值计算后得到当前工况下可以增加的每缸动态泄露次数。

3.根据权利要求1所述的油轨压力快速泄压控制方法，其中，最小加电时间指喷油器电磁阀加电，喷油器可进行动态泄漏而无喷油量的时间。

4.根据权利要求3所述的油轨压力快速泄压控制方法，所述最小加电时间使喷油器的球阀动作而针阀不动作。

5.根据权利要求1所述的油轨压力快速泄压控制方法，其中，通过控制喷油器电磁阀以最小加电时间动作包括：

使用设定的喷射提前角和最小加电时间按柴油机发火顺序依次驱动喷油器，在完成正常喷射的情况下增加喷油器动态泄露次数。

6.根据权利要求5所述的油轨压力快速泄压控制方法，进一步包括：

在喷油器允许喷射次数全部开启时，发动机正常运行的当前喷射次数用于完成高压燃油喷射过程，为发动机提供动力，动态泄露喷射次数则用于增加喷油器的动态泄露量。

7.一种电控高压共轨***，包括电控高压油泵、共轨管、电控喷油器和控制器，其特征在于，

所述控制器采用上述权利要求1至6任一项所述的油轨压力快速泄压控制方法控制所述共轨管的油轨压力。