用于检测喷油器的电磁阀的阀座磨损的方法控制装置和可读存储介质与流程

1.本发明涉及用于给发动机供油的共轨系统的喷油器，尤其涉及用于检测喷油器的电磁阀的阀座磨损的方法、控制装置和可读存储介质。


背景技术：

2.图1示意性地显示了用于给车辆的发动机供油的共轨系统。如图1所示，共轨系统1通常包括高压油泵3、公共油轨5、喷油器7和压力传感器9等，喷油器7和压力传感器9与车辆的电子控制单元11电连通。图1中只示意性地显示了一个喷油器，并且以空心和实心管线分别表示低压和高压管线。工作时，高压油泵3将燃油以高压从油箱13输送到公共油轨5，与公共油轨5相连的每个喷油器7的电磁阀(通常为电磁球阀)根据电子控制单元11发出的信号而开启或关闭，以便将高压公共油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入发动机的燃烧室。随着排放标准的提高，燃油喷射的压力也越来越高，甚至达到2500巴。为了获得高的喷射压力，现在已广泛采用无泄漏喷油器。对于采用无泄漏喷油器的发动机而言，在发动机停机之后需要启用停机空喷射(bsa)功能，以便将燃油从喷油器7排放回油箱13，从而将公共油轨5中的压力降低到大约大气压力。将公共油轨5中的压力降低到大约大气压力对于高压油泵的再次启动、对压力传感器的自检以及对共轨系统的维护保养都非常重要。图2以局部简化示意图显示了喷油器7的一部分。在启用停机空喷射功能(blank shots during after-run,bsa)时，喷油器中的电磁阀(部分地示出)被施加短时间的小电流，球15被从阀座17稍微抬离，使得燃油从高压腔室19通过节流通道21流出，并且经过图1所示的回流管线23流回到油箱13。由于电磁阀被施加短时间的小电流，球15被从阀座17抬离的距离很小，燃油经过节流通道21受控地流出，使得针阀25不会朝节流通道21移动，因而没有燃油从喷油器喷向气缸。
3.在喷油器运行一段时间之后，阀座17可能会出现磨损。阀座磨损后会导致喷油器每次向气缸喷射的燃油量不准确，影响燃烧性能，从而使得燃烧效率和尾气排放指标变差。现有方法主要是通过人工对每个气缸对应的喷油器一个一个地进行检测，这不仅耗时耗力，效率极低，检测滞后，而且还导致极高的检测成本。
4.为此，需要对现有的用于检测喷油器的电磁阀的阀座磨损的方法进行改进。


技术实现要素：

5.本发明目的在于克服现有技术的至少一种缺陷，提出一种改进的用于检测喷油器的电磁阀的阀座磨损的方法。
6.根据本发明的一方面，提出一种用于检测喷油器的电磁阀的阀座磨损的方法，用于给发动机供油的共轨系统包括公共油轨、与所述公共油轨连通的多个所述喷油器、以及用于测量所述公共油轨的压力的压力传感器，所述喷油器和所述压力传感器与控制装置电连通，所述方法包括：
7.根据来自所述控制装置的信号对所述共轨系统启用停机空喷射功能；
8.在对所述共轨系统的一个喷油器的电磁阀施以预定时间和预定大小的电流以打开和关闭电磁阀的同时，将所述压力传感器测量的所述公共油轨的压力传输给所述控制装置；
9.所述控制装置确定电磁阀被打开和关闭的喷油器；
10.所述控制装置计算电磁阀被打开和关闭的喷油器导致的所述公共油轨的实际压力下降梯度，其中，压力下降梯度表示为喷油器的电磁阀被打开时公共油轨中的压力减去电磁阀被关闭时公共油轨中的压力除以电磁阀从打开到关闭所持续的时间；
11.所述控制装置判断所述实际压力下降梯度是否大于参照压力下降梯度；以及
12.所述控制装置判断是否达到关闭停机空喷射功能的条件。
13.根据本发明的另一方面，提供一种控制装置，其特征在于，包括：
14.处理器；以及
15.存储有可执行指令的存储器，当所述可执行指令被执行时使得所述处理器执行如上所述的方法。
16.可选地，所述控制装置是车辆的电子控制单元。
17.根据本发明的又一方面，提供一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有可执行指令，当所述可执行指令被执行时使得机器执行如上所述的方法。
18.根据本发明，可以在发动机正常运行停机之后在启用停机空喷射功能期间对共轨系统的喷油器的电磁阀的阀座是否磨损进行自动检测并且准确地确定哪个喷油器发生磨损，这不仅省时省力，高效及时，而且还使得对喷油器的检查成本显著降低。
附图说明
19.图1示意性地显示了用于给车辆的发动机供油的共轨系统；
20.图2以局部简化示意图显示了喷油器的一部分；
21.图3示意性地显示了在已知喷油器中的电磁阀的阀座没有磨损的情况下启用停机空喷射功能时公共油轨中的压力随着时间变化的参照曲线；
22.图4a以虚线示意性地显示了在发动机停机之后启用停机空喷射功能期间测得的公共油轨中的压力随着时间变化的曲线，其中，还以实线示出了参照曲线；
23.图4b示意性地显示了在停机空喷射功能的一个循环中参照曲线所反映的设定参照压力下降梯度与图4a中的曲线反映的实际压力下降梯度的对比关系；
24.图4c示意地显示了根据图4a和4b所得出的喷油器在停机空喷射功能期间的状态；
25.图5a以虚线示意性地显示了在发动机停机之后启用停机空喷射功能期间测得的公共油轨中的压力随着时间变化的另一曲线，其中，还以实线示出了参照曲线；
26.图5b示意性地显示了在停机空喷射功能的一个循环中参照曲线所反映的设定的参照压力下降梯度与图5a中的曲线所反映的实际压力下降梯度的对比关系；
27.图5c示意地显示了根据图5a和5b所得出的喷油器在停机空喷射功能期间的状态；
28.图5d以虚线示意性地显示了在发动机停机之后启用停机空喷射功能期间测得的公共油轨中的压力随着时间变化的又一曲线，其中，还以实线示出了参照曲线；
29.图6示意性地显示了根据本发明的用于检测喷油器的电磁阀的阀座磨损的方法的
流程图；以及
30.图7示意性地显示了根据本发明的控制装置。
具体实施方式
31.下面结合示例详细描述本发明的优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本发明形成任何限制。
32.如上所述，在启用停机空喷射功能时，对喷油器中的电磁阀施加短时间的小电流，电磁阀的球15被从阀座17稍微抬离，使得燃油从高压腔室19通过节流通道21流出，并且经过图1所示的回流管线23流回到油箱13。在启用停机空喷射功能期间，由于燃油逐渐地被排回到油箱13，公共油轨5中的压力逐渐降低。压力传感器9对公共油轨5中的压力进行测量，并且将测量的压力数据传输到电子控制单元11。
33.根据本发明的用于检测无泄漏喷油器的电磁阀的阀座磨损的方法，需要获取启用停机空喷射功能期间公共油轨中的压力随着时间变化的参照曲线，该参照曲线是在已经确认共轨系统的每个喷油器的电磁阀的阀座没有磨损的情况下获得的。图3示意性地显示了启用停机空喷射功能时公共油轨中的压力随着时间变化的参照曲线，其中横坐标表示时间t，纵坐标表示通过压力传感器测得的共轨压力p。在已经确认共轨系统的每个喷油器的电磁阀的阀座没有磨损的情况下启用停机空喷射功能期间测得的公共油轨中的压力也称为参照压力。参照曲线可以在实验平台上基于使公共油轨中的压力从共轨系统正常运行时的工作压力一直降到大气压力测得的压力数据而生成，并将所生成的参照曲线事先存贮在电子控制单元中。可以对共轨系统进行多次停机空喷射功能实验，并且根据多次实验所测得的压力数据的平均值而生成参照曲线，以尽可能提高参照曲线的准确性。另一方面，也可以在共轨系统安装在车辆上之后根据对共轨系统最初几次启用停机空喷射功能所测得的压力数据的平均值而生成参照曲线。随着启用停机空喷射功能的次数增多，还可以利用机器学习方法对参照曲线进行修正。图3以用于四缸发动机的共轨系统为例示意性地显示了参照曲线，其中，对应每个气缸设置一个喷油器。当然，压力数据也可以数据列表的显示被储存。
34.在发动机正常运行停机后，电子控制单元自动地给共轨系统发送信号以执行停机空喷射功能，压力传感器实时检测公共油轨中的压力并且将检测的压力数据传输给电子控制单元。图4a以虚线示意性地显示了在发动机停机之后启用停机空喷射功能期间测得的公共油轨中的压力随着时间变化的曲线，并且还以实线示出了参照曲线，其中，横坐标表示时间t，纵坐标表示压力p。如图4a所示,在发动机停机之后启用停机空喷射功能期间测得的公共油轨中的压力随着时间变化的曲线与参照曲线大体上是重合的。图4b示意性地显示了在停机空喷射功能的一个循环中参照曲线所反映的设定的参照压力下降梯度与图4a中的曲线反映的实际压力下降梯度的对比关系，其中s代表设定的参照压力下降梯度，a代表实际压力下降梯度。压力下降梯度表示为喷油器的电磁阀被打开时公共油轨中的压力减去电磁阀被关闭时公共油轨中的压力除以电磁阀从打开到关闭所持续的时间。参照压力下降梯度是基于存储在电子控制单元中的公共油轨的参照压力而获得的。如图4b所示,在启用停机空喷射功能之后的对应循环中，第1-4个喷油器中的每个喷油器的电磁阀打开和关闭导致的公共油轨中的实际压力下降梯度与设定的参照压力下降梯度基本上相同，即，图4b中表
示每个喷油器的电磁阀打开和关闭所导致的实际压力下降梯度与设定的参照压力下降梯度具有基本上相同的斜度。图4c示意地显示了根据图4a和4b所得出的喷油器在停机空喷射功能期间的状态。根据图4a和4b所显示的结果可以判断，共轨系统中的第1-4个喷油器在启用停机空喷射功能期间基本上是按照设计所规定的量从公共油轨中排出燃油，因而可以判断共轨系统中的四个喷油器的电磁阀的阀座都没有磨损,如图4c所示。
35.图5a以虚线示意性地显示了在发动机停机之后启用停机空喷射功能期间测得的公共油轨中的压力随着时间变化的另一曲线，以及还以实线示出了参照曲线，其中，横坐标表示时间t，纵坐标表示压力p。如图5a所示,在发动机停机之后启用停机空喷射功能期间测得的公共油轨中的压力随着时间变化的曲线与参照曲线并不重合，而是在从启用停机空喷射功能期间测得的公共油轨中的压力随着时间变化的曲线大体上都处于参照曲线的下方。图5b示意性地显示了在停机空喷射功能的一个循环中参照曲线所反映的设定的参照压力下降梯度与图5a中的曲线所反映的实际压力下降梯度的对比关系，其中s代表设定的参照压力下降梯度，a代表实际压力下降梯度。如图5b所示,在启用停机空喷射功能之后的对应循环(例如，第一循环)中，第一个喷油器的电磁阀打开和关闭导致的公共油轨中的实际压力下降梯度明显大于第一个喷油器的电磁阀打开和关闭导致的设定的参照压力下降梯度，即，图5b表示第1个喷油器的电磁阀打开和关闭所导致的实际压力下降梯度比设定的参照压力下降梯度具有更大的斜度，而第2至第4个喷油器的电磁阀打开和关闭导致的公共油轨中的实际压力下降梯度与第2至第4个喷油器的电磁阀打开和关闭导致的设定的压力下降梯度基本上相同。图5c示意地显示了根据图5a和5b所得出的喷油器在停机空喷射功能期间的状态。根据图5a和5b所显示的结果可以判断，共轨系统中的四个喷油器中的第1个喷油器在启用停机空喷射功能期间基本上以比设计所规定的量更大的量从公共油轨中排出燃油，而第2至第4个喷油器在启用停机空喷射功能期间基本上是按照设计所规定的量从公共油轨中排出燃油，因而可以判断共轨系统中的四个喷油器中第1个喷油器的电磁阀的阀座出现磨损，而第2至第4个喷油器的电磁阀的阀座基本上没有发生磨损,如图5c所示。测得的公共油轨中的压力随着时间变化的曲线处于参照曲线下方的位置越远或者测得的压力下降梯度与设定的压力下降梯度差值越大表示对应的喷油器的电磁阀的阀座磨损越严重。在图5a和5b中显示的是第1个喷油器的电磁阀的阀座出现磨损的情况，应该理解的是，根据图5a和5b类似的图形也可以判断其它的喷油器的电磁阀的阀座出现磨损的情况以及两个或更多个喷油器的电磁阀的阀座出现磨损的情况。
36.图5d以虚线示意性地显示了在发动机停机之后启用停机空喷射功能期间测得的公共油轨中的压力随着时间变化的又一曲线，其中，还以实线示出了参照曲线。图5d显示了与图5a类似的曲线，但是在图5d中测得的公共油轨中的压力随着时间变化的曲线在启用停机空喷射功能的前期与参照曲线基本上是重合的，随后才与参照曲线分离而处于参照曲线下方，这意味着在启用停机空喷射功能之前电磁阀的阀座还没有磨损，阀座的磨损是在启用停机空喷射功能期间发生的。
37.图6示意性地显示了根据本发明的用于检测喷油器的电磁阀的阀座磨损的方法的流程图。如图6所示，在步骤s1，在发动机正常运行停机之后根据来自电子控制单元的信号对共轨系统启用停机空喷射功能。在步骤s2，共轨系统中的一个或者下一个喷油器的电磁阀被施以预定时间和预定大小的电流以使电磁阀从阀座提升预定量以打开电磁阀并且随
后关闭电磁阀。在步骤s2，压力传感器对公共油轨中的压力进行实时检测并且将检测的压力数据传输给电子控制单元。在步骤s3，电子控制单元根据电磁阀被操作打开和关闭的次数来确定与哪个气缸对应的喷油器的电磁阀被打开和关闭。如上所述，在启用停机空喷射功能期间，共轨系统的各个喷油器的电磁阀被依次循环地打开和关闭，例如对于四缸发动机，对于第10次电磁阀打开和关闭操作，可以确定对应的是第二个喷油器，而对于第12次电磁阀打开和关闭操作，可以确定对应的是第四个喷油器，以此类推。在步骤s4，电子控制单元根据压力传感器测得的公共油轨中的压力计算在相应循环中对应的喷油器的电磁阀被打开和关闭导致的公共油轨中的实际压力下降梯度。实际压力下降梯度可以表示为喷油器的电磁阀被打开时公共油轨中的压力减去该喷油器的电磁阀被关闭时公共油轨中的压力除以该喷油器从打开到关闭所经历的时间。应理解的是，步骤3和4的顺序可以交换。在步骤s5，电子控制单元将在步骤s4中判断计算得到的实际压力下降梯度是否大于根据参照曲线得到的参照压力下降梯度。如果实际压力下降梯度不大于参照压力下降梯度，则表示该喷油器的电磁阀的阀座没有被磨损。如果实际压力下降梯度大于参照压力下降梯度，意味着该喷油器的电磁阀被打开时以比设计所规定的量更大的量从公共油轨中排出燃油，这表示该喷油器的电磁阀的阀座已经被磨损。在这种情况下(y)，进行到步骤s6。在步骤s6，电子控制单元可以指示车辆上的报警装置向用户发出喷油器的电磁阀的阀座已经被磨损的信号，这种信号可以是音频信号或者视觉信号。例如，可以通过喇叭发出警报声或者可以使仪表盘上与各个喷油器对应的指示灯发光，以提示用户对已经发生磨损的喷油器及时地更换维修。为了防止随机事件导致电子控制单元错误地指示车辆上的报警装置向用户发出喷油器的电磁阀的阀座已经被磨损的信号，可以设计成只有当实际压力下降梯度大于参照压力下降梯度达到预定次数(例如3次)，电子控制单元才指示车辆上的报警装置向用户发出喷油器的电磁阀的阀座已经被磨损的信号。在进行步骤s5的同时，电子控制单元还执行步骤s7。在步骤s7中，电子控制单元判断是否达到关闭停机空喷射功能的条件。当公共油轨中的压力达到关闭停机空喷射功能的阈值例如80巴或者实际压力下降梯度接近于零时，可以认为满足了关闭停机空喷射功能的条件。如果电子控制单元判断已经达到关闭停机空喷射功能的条件(y)，则在步骤s8中关闭停机空喷射功能。如果电子控制单元判断还没有达到关闭停机空喷射功能的条件(n)，重复执行步骤s2及其后续步骤，直至达到关闭停机空喷射功能的条件并在步骤s8中关闭停机空喷射功能。
38.执行本发明方法的上述步骤所产生的所有数据还可以通过车辆的诊断接口被存储到云端中心，以便技术人员可以通过互联网进行远程诊断或者进行数据共享。
39.尽管在以上优选实施例中，基于与喷油器和压力传感器电连通的车辆的电子控制单元来执行本发明的方法，应理解的是，也可以采用包括处理器和存储器的其它控制装置例如单片机来代替电子控制单元也是可行的。图7示意性地显示了根据本发明的控制装置。根据本发明的控制装置20包括处理器21以及存储有可执行指令的存储器23。当存储器23中的可执行指令被执行时使得处理器21执行本发明的上述方法。
40.根据本发明的方法，可以在发动机正常运行停机之后启用停机空喷射功能期间对共轨系统的喷油器的电磁阀的阀座是否磨损进行自动检测并且准确地确定哪个喷油器发生磨损，这不仅省时省力，高效及时，而且还使得对喷油器的检查成本显著降低。
41.尽管已经结合本发明优选实施例对本发明进行了详细描述，但应当理解的是，这
种详细描述仅是用于解释本发明而不构成对本发明的限制，例如，除了用于检测无泄漏喷油器的电磁阀的阀座磨损，本发明的方法也可以用于检测其它常规喷油器的电磁阀的阀座磨损。本发明的范围由权利要求限定的技术方案来确定。