发动机喷油控制系统、发动机控制系统及发动机的制作方法

本实用新型涉及发动机技术领域，具体地涉及一种发动机喷油控制系统、发动机控制系统及发动机。

背景技术：

喷油器是电控柴油发动机的重要部件，利用ecm(enginecontrolmodule，发动机控制模块)控制喷油器的电磁阀开启或关闭的时间，能够控制发动机喷油量。而在相同的电磁阀开启时间下，发动机的喷油孔越大，则发动机的喷油量越大。但是在发动机制造过程中，喷油孔尺寸就存在一定的加工制造误差，同时发动机使用过程中，喷油器也会发生一定程度的磨损，随着喷油器的磨损程度的增大，喷油孔会不断变大。

现有技术中，通过在发动机出厂初期为每个喷油器刷写条形码的方式，来修正发动机制造中产生的喷油孔尺寸的误差。举例说明：发动机对喷油器孔径的要求非常高(例如，要求喷油器孔径为0.155mm)，但是通常加工制造过程都存在加工误差，因此在加工完成后根据喷油孔的实际尺寸为每个喷油器配置一个条形码，在条形码中刷写该喷油器的修正系数，ecm根据该喷油器条形码中的修正系数，修正发动机的预定电磁阀开启时间，从而使发动机的喷油量能够达到预定喷油量。这种方法实现了在发动机使用的初期对喷油量准确控制。

但是，发动机使用过程中喷油器磨损会造成喷油孔变大，从而导致不能按实际需求控制发动机喷油量，如果还采用上述的按照预定的电磁阀开启时间来控制喷油量的方法，则会导致喷油量过大，发动机实际功率上升、发动机可靠性降低等问题。

技术实现要素：

为了解决或至少部分解决上述技术问题，本实用新型提供一种发动机喷油控制系统、发动机控制系统、发动机。

本实用新型提供的发动机喷油控制系统包括：发动机污染物排放量传感器，用于采集所述发动机的实时污染物排放量；发动机喷油器标识，用于存储所述发动机的喷油器的制造公差修正系数；以及控制装置，用于与所述发动机污染物排放量传感器电性连接以获取所述实时污染物排放量，并根据所述实时污染物排放量计算所述发动机的喷油器的磨损修正系数，以及用于读取所述发动机喷油器标识中存储的所述制造公差修正系数，并根据所述制造公差修正系数和所述磨损修正系数来控制所述发动机的喷油量。

优选的，所述控制装置包括：存储器，用于存储预先选取的一个或多个特征转速对应的初始污染物排放量，该初始污染物排放量为所述发动机在总油耗为零时产生的污染物的排放量；以及第一控制器，用于在发动机总油耗达到设定特征油耗时，获取所述发动机污染物排放量传感器采集的与所选取的一个或多个特征转速对应的实时污染物排放量，并根据所述初始污染物排放量、所述实时污染物排放量，计算所述发动机的喷油器的磨损修正系数。

优选的，所述特征转速为发动机额定转速范围内的一个或多个转速值。

优选的，所述控制装置还包括：电磁阀，与所述发动机的喷油器连接，用于控制相应的所述喷油器的喷油量；第二控制器，用于根据所述喷油器的所述制造公差修正系数和所述磨损修正系数确定所述喷油器的实时修正系数，并根据所述实时修正系数调整与所述喷油器相应的所述电磁阀的开启参数，以调整所述喷油器的喷油量。

优选的，所述电磁阀的开启参数包括所述电磁阀的开度和/或所述电磁阀的开启时间。

优选的，所述发动机喷油控制系统还包括报警装置，与所述控制装置电性连接，用于在所述实时修正系数达到设定修正系数阈值时进行报警。

优选的，所述设定修正系数阈值为0-0.5之间的任意值。

优选的，所述控制装置还包括：第三控制器，用于在所述发动机更换其中一个喷油器时，根据当前磨损修正系数，计算新的喷油器的磨损对冲修正系数。

本实用新型的第二方面，提供一种发动机控制系统，所述发动机控制系统包括上述发动机喷油控制系统。

本实用新型的第三方面，提供一种发动机，所述发动机包括上述发动机控制系统。

通过上述技术方案，根据发动机的使用过程中污染物排放量计算发动机喷油器的磨损修正系数，将发动机出厂时喷油器的制作公差和使用过程中喷油器的磨损修正系数结合起来控制发动机的喷油量，保证了对发动机喷油量的精确控制，从而在降低发动机油耗的同时，保证了发动机功率的稳定性，提高了发动机的整机可靠性，延长了发动机寿命。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。

图1是本实用新型的第一优选实施例提供的发动机喷油控制系统的框图；

图2是本实用新型的第二优选实施例提供的发动机喷油控制系统的控制装置的框图；

图3是本实用新型实施例的具体应用示例提供的发动机外特性曲线及特征转速选取示意图；

图4是本实用新型的第三优选实施例提供的发动机喷油控制系统的控制装置的框图；

图5是本实用新型的第四优选实施例提供的发动机喷油控制系统的框图；以及

图6是本实用新型的第五优选实施例提供的发动机喷油控制系统的控制装置的框图。

附图标记说明

1、发动机污染物排放量传感器2、发动机喷油器标识

3、控制装置4、报警装置

31、存储器32、第一控制器

33、电磁阀34、第二控制器

35、第三控制器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1是本实用新型的第一优选实施例提供的发动机喷油控制系统的框图，如图1所示，可以包括：发动机污染物排放量传感器1，用于采集发动机的实时污染物排放量；发动机喷油器标识2，用于存储发动机的喷油器的制造公差修正系数；以及控制装置3，用于与发动机污染物排放量传感器1电性连接以获取实时污染物排放量，并根据实时污染物排放量计算发动机的喷油器的磨损修正系数，以及用于读取发动机喷油器标识2中存储的制造公差修正系数，并根据制造公差修正系数和磨损修正系数来控制发动机的喷油量。

具体来讲，发动机使用过程中，喷油器会发生一定程度的磨损，发动机喷油量会随之发生变化，发动机污染物排放量也会随着喷油量的变化而变化。本实用新型中在发动机出厂时(即发动机总油耗为零或者发动机总行驶里程为零)对发动机进行试验，采集其初始污染物排放量(需要说明的是，初始污染物排放量可以是发动机出厂时通过试验标定的，也可以是利用发动机污染物排放量传感器1采集的发动机的总油耗为零时的实时污染物排放量)，并利用发动机污染物排放量传感器1采集发动机达到一定总油耗时的实时污染物排放量，将发动机达到一定总油耗时的实时污染物排放量与初始污染物排放量进行比较和计算，可以得到发动机达到相应的总油耗时喷油器的磨损修正系数。

此外，发动机喷油器的制造过程中，不可避免地存在着制造公差，为了克服制造公差对发动机喷油量带来的影响，在喷油器制造完成时，对喷油器其进行测量，并为每一喷油器配置一个发动机喷油器标识2(例如：条形码、二维码、电子标签等)，在发动机喷油标识2中存储所述发动机的喷油器的制造公差修正系数。

控制装置3根据喷油器的制造公差修正系数和磨损修正系数，对发动机喷油量的进行精确控制，有效控制发动机喷油量，进而保证发动机功率的稳定性。

图2是本实用新型的第二优选实施例提供的发动机喷油控制系统的控制装置的框图，如图2所示，控制装置3包括：存储器31，用于存储发动机总油耗为零时，预先选取的一个或多个特征转速对应的初始污染物排放量；以及第一控制器32，用于在发动机总油耗达到设定特征油耗时，获取与发动机总油耗为零时所选取的一个或多个特征转速对应的实时污染物排放量，根据初始污染物排放量、实时污染物排放量，计算发动机的喷油器的磨损修正系数。

具体来讲，喷油器的磨损对喷油量产生影响是发动机长期使用过程中逐渐表现出来的，并非瞬间就会对发动机喷油量产生的较大影响。另一方面，不同车辆类型(例如重卡、小轿车等)消耗相同油量时行驶的里程数有较大差别，而喷油器的磨损程度主要与发动机油耗量相关。此外，发动机污染物排放量测量过程中可能会受到发动机所处的大气环境的影响，存在一定的误差，同时传感器也存在一定范围内的误差，因此，本实用新型实施例中综合考虑上述因素，选取发动机的一个或多个特征转速，采集发动机的污染物排放量，并对所采集的污染物排放量进行加权平均(也可以进行简单的算术平均)以克服测量误差和环境因素对采集结果的影响。并在发动机总油耗量达到设定特征总油耗(例如1000l、2000l、3000l……n×1000l，其中n为正整数，如无特殊说明，本实用新型下文所提到的n与此处的n的含义和取值范围相同)时，采集发动机的实时污染物排放量。

其中，特征转速为发动机额定转速范围内的一个或多个转速值，为了保证计算的精度并减小计算量，本实用新型具体应用示例中选取发动机的转速范围内的三个转速作为特征转速。

举例说明，图3是本实用新型实施例的具体应用示例提供的发动机外特性曲线及特征转速选取示意图，在发动机额定转速范围内选取三个特征转速a、b、c，其分别对应了发动机额定负荷的60％、80％和100％。

在发动出厂前，对发动机的进行试验，得到并储存发动机总油耗为零时，a、b、c三个特征点的喷油量与对应排放污染物量x0、y0、z0，根据a、b、c三个特征点发动机转速占发动机额定转速的比例，计算得出x0、y0、z0的加权平均值u0。

当发动机总油耗(发动机总油耗可以从应用发动机的车辆控制模块中直接获取)达到设定总油耗(例如，将发动机设定总油耗设定为1000l、2000l、3000l、……、n×1000l)时，利用发动机污染物排放量传感器1采集得到发动机的实时污染物排放量。如表1所示，对a、b、c三个特征转速对应的发动机排放污染物量进行加权平均，得到发动机总油耗达到1000l、2000l、3000l、……、n×1000l时的实时污染物排放量分别为u1、u2、u3、…、un，将u1、u2、u3、…、un分别与发动机总油耗为零时的污染物排放量u0进行对比和计算，即可得到发动机总油耗达到1000l、2000l、3000l、……、n×1000l时发动机喷油器的磨损修正系数分别为α1、α2、α3。

需要说明的是，在计算发动机总油耗达到1000l、2000l、3000l、……、n×1000l时的实时污染物排放量时，可以对a、b、c三个特征转速对应的发动机排放污染物量进行加权平均，也可以仅进行简单的算术平均，本实用新型对此不作限定，加权平均和算术平均均可以减小发动机的实时污染物排放量的误差，提高磨损修正系数的准确性，从而提高对发动机喷油量控制的准确度。

图4是本实用新型的第三优选实施例提供的发动机喷油控制系统的控制装置的框图，如图4所示，控制装置3还包括：电磁阀33，与发动机的喷油器连接，用于控制相应的喷油器的喷油量；第二控制器34，用于根据喷油器的制造公差修正系数和磨损修正系数确定喷油器的实时修正系数，并根据实时修正系数调整与喷油器相应的电磁阀的开启参数，以调整喷油器的喷油量。

优选的，电磁阀33的开启参数包括电磁阀33的开度和/或电磁阀的开启时间。

具体来说，由于喷油器被磨损后，喷油孔增大，如果保持相应的电磁阀33的开度和开启时间不变，则喷油器的喷油量增大，故本实用新型中在控制装置3控制发动机喷油器的喷油量时，通过适当减少喷油器电磁阀33的开启时间和电磁阀33的开度中的至少一者，来减少相应的喷油器的喷油量。以此来控制发动机的喷油量维持在一个相对稳定的水平，降低因喷油器磨损而造成的发动机喷油量增多带来的一系列问题。

图5是本实用新型的第四优选实施例提供的发动机喷油控制系统的框图，如图5所示，发动机喷油控制系统还包括报警装置4，与控制装置3电性连接，用于在实时修正系数达到设定修正系数阈值时进行报警。

优选的，设定修正系数阈值为0-0.5之间的任意值。

举例来讲，可以设定修正系数阈值设置为0.2，当实时修正系数大于或等于0.2时，报警装置4进行报警(例如，显示发动机喷油器故障的故障码、点亮发动机喷油器故障灯、进行发动机故障语音提醒等)，提示驾乘人员更换喷油器。

图6是本实用新型的第五优选实施例提供的发动机喷油控制系统的控制装置的框图，如图6所示，控制装置3还包括：第三控制器35，用于在发动机更换其中一个喷油器时，根据当前磨损修正系数，计算新的喷油器的磨损对冲修正系数。

具体来讲，发动机一般情况会具有多个喷油器，在发动机使用过程中控制装置3对多个喷油器的实时修正系数进行计算时采用的磨损修正系数是统一的。如果仅更换其中的某一个喷油器，对这一个喷油器更换之后的发动机总油耗进行计算单独统计，并进一步执行上述污染物排放量的采集和实时修正系数的计算过程，控制装置的工作量会比较大，控制过程比较麻烦，从而会导致对发动机喷油量进行控制的响应速度变慢。因此，本实用新型中利用第三控制器35，针对发动机更换的新喷油器计算一个对冲磨损修正系数，以确保后续控制装置对喷油器喷油量进行自动控制时，对所有的喷油器能够统一控制，降低控制过程的复杂度，提高发动机喷油量控制的准确度和响应速度。

举例说明，一个四缸发动机，具有四个全新的喷油器，当发动机总油耗达到3520l时，其中一个喷油器故障，需要更换，此时，控制装置3中记录的针对四个喷油器的磨损修正系数均为α3；在发动机总油耗处于3510l～4000l范围内时，四个喷油器的磨损修正系数依旧为α3；在发动机总油耗处于4000l～5000l范围内时，四个喷油器的磨损修正系数均为α4；以此类推，发动机的总油耗达到n×1000l时，四个喷油器的磨损修正系数均为αn。

从所更换的新喷油器的发动机喷油器标识2中可以读取到新喷油器的制造公差修正系数为γ，则新喷油器的对冲修正系数β等于1/α3，在发动机总油耗处于3510l～4000l范围内时，所更换的新喷油器的实时修正系数为γ×1/α3×α3；在发动机总油耗处于4000l～5000l范围内时，所更换的新喷油器的实时修正系数为γ×1/α3×α4；以此类推，发动机的总油耗达到n×1000l时，所更换的新喷油器的实时修正系数均为γ×1/α3×αn。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种发动机控制系统，发动机控制系统包括上述发动机喷油控制系统，其具体实施细节和有益效果参考上述发动机喷油控制系统，此处不再赘述。

根据本实用新型实施例的第三方面，提供一种发动机，发动机包括上述发动机控制系统，其具体实施细节和有益效果参考上述发动机喷油控制系统，此处不再赘述。

需要说明的是，在本实用新型的优选实施例中，控制装置3可以集成在ecm(enginecontrolmodule，发动机控制模块)(图中未示出)或者ecu(electroniccontrolunit，车载电子控制单元)(图中未示出)上，也可以设置为独立的控制装置，安装于应用发动机的车辆上。

此外，通过上述实施例，可知本实用新型的控制装置3可通过存储器31、第一控制器32、电磁阀33、第二控制器34和第三控制器35来实现，这些都是实体硬件，而第一控制器32、第二控制器34和第三控制器35在本实用新型实施例中实现的发动机污染物排放量的获取功能、从发动机喷油器标识2读取发动机的喷油器的制造公差修正系数的功能、修正系数的简单计算和简单比较功能等均属于一般控制器能实现的常规数据处理功能，从而本实用新型实施例并不涉及对计算机程序的实质改进。

通过上述技术方案，根据发动机的使用过程中污染物排放量计算发动机喷油器的磨损修正系数，将发动机出厂时喷油器的制作公差和使用过程中喷油器的磨损修正系数结合起来控制发动机的喷油量，保证了对发动机喷油量的精确控制，从而在降低发动机油耗的同时，保证了发动机功率的稳定性，提高了发动机的整机可靠性，延长了发动机寿命。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。