发动机燃油系统的控制方法、发动机燃油系统和车辆与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种发动机燃油系统的控制方法，还涉及一种发动机燃油系统和一种车辆。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.现有技术中，输油泵控制策略主要有两种，一种作为辅助启动功能，在启动前或启动过程中起作用，主要用于低压油路排气。第二种能够提高高原能力，但只是开关控制，不能实现流量或压力的自动控制，容易造成功率不足或轨压超限的问题；并且将轨压作为开关控制的输入信号，存在一定的滞后性(液力延迟)，导致轨压波动较大。


技术实现要素：

4.本发明的目的是至少解决现有的发动机在高原应用中的供油不足的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
5.本发明的第一方面提出了一种发动机燃油系统的控制方法，所述发动机燃油系统包括通过管路依次连接的油箱、输油泵、喷油泵和喷油器，所述控制方法包括以下步骤：
6.控制输油泵运行且控制所述发动机燃油系统进行排气；
7.接收所述输油泵的出口燃油压力信号；
8.根据所述出口燃油压力信号控制所述输油泵的转速。
9.本发明提出的发动机燃油系统的控制方法通过控制与喷油泵串联的输油泵的运行，在发动机启动前控制输油泵全速运行将发动机燃油系统中的空气排出，在发动机启动后，根据输油泵的出口燃油压力实时控制输油泵的转速，发动机正常工作时，根据输油泵出口的压力自动控制转速，保证发动机供油压力稳定，系统燃油压力不足时能够提高输油泵的转速提高输油泵的输出压力，进而提高系统燃油压力，实现在高原工况下气压较低时发动机的正常运行，并且实现发动机燃油系统自动排气和提升高原能力分开控制。使发动机燃油系统适应不同功率、不同高度高原的需求。
10.另外，根据本发明的发动机燃油系统的控制方法，还可具有如下附加的技术特征：
11.在本发明的一些实施例中，所述控制输油泵运行且控制所述发动机燃油系统进行排气的步骤包括：
12.根据ecu处于上电控制状态控制所述输油泵运行且控制所述发动机燃油系统进行排气。
13.在本发明的一些实施例中，所述根据ecu处于上电控制状态控制所述输油泵运行且控制所述发动机燃油系统进行排气的步骤包括：
14.控制所述输油泵以最大转速运行预设时间；
15.所述输油泵以最大转速运行预设时间后，接收所述输油泵的出口燃油压力信号；
16.根据发动机处于上电控制状态，且所述出口燃油压力信号大于第一预设压力阈
值，控制所述输油泵停机；
17.根据发动机处于上电控制状态，且所述出口燃油压力信号小于等于所述第一预设压力阈值，执行所述根据所述出口燃油压力信号控制所述输油泵的转速的步骤。
18.在本发明的一些实施例中，所述根据ecu处于上电控制状态控制所述输油泵运行且控制所述发动机燃油系统进行排气的步骤还包括：
19.根据所述输油泵以最大转速运行的运行时间小于预设时间，且所述发动机处于上电控制状态，判断所述出口燃油压力信号与所述第一预设压力阈值的大小关系；
20.根据所述出口燃油压力信号大于第一预设压力阈值，控制所述输油泵停机；
21.根据所述出口燃油压力信号小于等于所述第一预设压力阈值，执行所述根据所述出口燃油压力信号控制所述输油泵的转速的步骤。
22.在本发明的一些实施例中，所述根据所述出口燃油压力信号控制所述输油泵的转速的步骤包括：
23.根据所述出口燃油压力信号大于第二预设压力阈值，控制所述输油泵的转速逐渐降低至零；
24.根据所述出口燃油压力信号小于等于所述第二预设压力阈值，控制所述输油泵的转速逐渐提升至最大转速；
25.其中所述第二预设压力阈值大于所述第一预设压力阈值。
26.在本发明的一些实施例中，所述根据所述出口燃油压力信号控制所述输油泵的转速的步骤之前还包括步骤：
27.控制所述输油泵进入pid控制模式。
28.本发明的第二方面提出了一种发动机燃油系统，用于实施本发明第一方面提出的发动机燃油系统的控制方法，所述发动机燃油系统包括：
29.油箱，用于储存燃油；
30.输油泵，用于泵送所述燃油；
31.喷油泵，用于将所述输油泵泵出的燃油输送至喷油器；
32.喷油器，用于将所述喷油泵输送的燃油喷入气缸；
33.压力传感器，用于监测所述输油泵的出口燃油压力；
34.控制器，用于根据所述出口燃油压力调节所述输油泵的转速。
35.本发明的第二方面提出的发动机燃油系统具有和本发明第一方面提出的发动机燃油系统的控制方法相同的有益效果，在此不再赘述。
36.在本发明的一些实施例中，所述输油泵的出口与所述喷油泵的入口通过管路连接，所述压力传感器设置于所述输油泵的出口处或位于所述输油泵与所述喷油泵之间的管路上。
37.在本发明的一些实施例中，发动机燃油系统还包括与所述输油泵并联的单向阀，所述单向阀的第一接口与所述油箱连通，所述单向阀的第二接口与所述喷油泵的入口连通，所述单向阀自所述第一接口至所述第二接口单向导通。
38.本发明的第三方面提出了一种车辆，包括本发明的第二方面提出的发动机燃油系统。
附图说明
39.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
40.在附图中：
41.图1示意性地示出了根据本发明实施方式的发动机燃油系统的控制方法的逻辑图；
42.图2示意性地示出了根据本发明实施方式的发动机燃油系统的结构示意图；
43.附图标记如下：
44.10：油箱、11：输油泵、111：单向阀、12：喷油泵、121：低压油泵、122：高压油泵、123：共轨管、124：燃油计量装置、125：溢流阀、13：喷油器、14：燃油粗滤器、15：燃油精滤器。
具体实施方式
45.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
46.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
47.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
48.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
49.如图1和图2所示，本发明的第一方面提出了一种发动机燃油系统的控制方法，发
动机燃油系统包括通过管路依次连接的油箱10、输油泵11、喷油泵12和喷油器13，控制方法包括以下步骤：
50.控制输油泵11运行且控制发动机燃油系统进行排气；
51.接收输油泵11的出口燃油压力信号；
52.根据出口燃油压力信号控制输油泵11的转速。
53.可以理解的是，发动机燃油系统包括油箱10、输油泵11、喷油泵12和喷油器13，油箱10内存储燃油，燃油可以为柴油、汽油、煤油等，相应的发动机为柴油发动机、汽油发动机、煤油发动机等。输油泵11可以是电动输油泵，方便电控实现转速调节功能。输油泵11与油箱10连通，用于将油箱10内的燃油泵出输送至喷油泵12，喷油泵12包括低压油泵121和高压油泵122，低压油泵121将输油泵11的燃油输送至高压油泵122，高压油泵122将低压油泵121输送的燃油进行加压并输送至喷油器13，喷油器13将高压油泵122泵送的高压燃油喷射至气缸内点燃。
54.在发动机启动前，发动机燃油系统中留存有空气，会使燃油系统的管路中形成气泡产生气阻，影响发动机燃油系统的供油量的均匀性，会导致发动机起动困难，动力不足或运转不平稳，因此需要先对发动机燃油系统进行排气，在发动机启动前，ecu控制输油泵11启动，可带动发动机燃油系统的管路中的带有空气的燃油运转，经回油管路返回至油箱10，实现油路的排气，避免发动机运行后油路中的空气进入高压油泵122，影响发动机安全运行。
55.输油泵11的出口燃油压力信号可通过设置在输油泵11的出口处的压力传感器监测得到，压力传感器与控制装置通信连接，实现信号传输，控制装置与输油泵11电连接，实现根据输油泵11的出口燃油压力信号实时调节输油泵11的转速。当车辆在高原运行时，空气稀薄，气压较低，使得发动机燃油系统的燃油压力降低，此时反映在输油泵11的出口燃油压力信号较低，控制装置在接收到出口燃油压力信号较低的信号时控制输油泵11的转速提高，对系统的燃油压力进行加压，进而使发动机的油压保持稳定，使车辆平稳运行。
56.本发明提出的发动机燃油系统的控制方法通过控制与喷油泵12串联的输油泵11的运行，在发动机启动前控制输油泵11全速运行将发动机燃油系统中的空气排出，在发动机启动后，根据输油泵11的出口燃油压力实时控制输油泵11的转速，发动机正常工作时，根据输油泵11出口的压力的自动控制转速，保证发动机供油压力稳定，系统燃油压力不足时能够提高输油泵11的转速提高输油泵11的输出压力，进而提高系统燃油压力，实现在高原工况下气压较低时发动机的正常运行，并且实现发动机燃油系统自动排气和提升高原能力分开控制。使发动机燃油系统适应不同功率、不同高度高原的需求。
57.在本发明的一些实施例中，控制输油泵11运行且控制发动机燃油系统进行排气的步骤包括：
58.根据ecu处于上电控制状态控制输油泵11运行且控制发动机燃油系统进行排气。
59.在电控系统的发动机中，电子控制单元(ecu)是控制发动机正常运转的核心部件，控制发动机的正常运转和关闭。t15为控制电子控制单元工作的使能信号，t15信号由电子控制单元上的单片机检测。当t15开启时，电子控制单元上的单片机检测到t15为高电平，控制电子控制单元开始工作，电子控制单元开始工作后控制发动机正常运转。t15关闭时，电子控制单元上的单片机检测到t15为低电平，控制电子控制单元进行数据的保存和备份后
停止工作，电子控制单元停止工作后，发动机也停止运转。在本实施例中，ecu上电后分别与输油泵11和输油泵11出口处的压力传感器之间通信连接，使得ecu可根据压力传感器监测的出口燃油压力对输油泵11进行转速调节。
60.在本发明的一些实施例中，根据ecu上电信号控制输油泵11运行且控制发动机燃油系统进行排气的步骤包括：
61.控制输油泵11以最大转速运行预设时间；
62.接收输油泵11的出口燃油压力信号；
63.根据发动机处于上电控制状态，且出口燃油压力信号大于第一预设压力阈值，控制输油泵11停机；
64.根据发动机处于上电控制状态，且出口燃油压力信号小于等于第一预设压力阈值，执行根据出口燃油压力信号控制输油泵11的转速的步骤。
65.可以理解的是，在发动机燃油系统的排气阶段需要将输油泵11运行至最大转速，以在较短的时间内排出更多的空气，缩短发动机燃油系统的排气时间，进而提高发动机的启动速度。t50为控制发动机工作的使能信号，t50信号由电子控制单元上的单片机检测。当t50开启时，电子控制单元上的单片机检测到t50为高电平，控制发动机开始工作。在发动机燃油系统完成排气后，及时对输油泵11的出口燃油压力进行监测，在出口燃油压力信号大于第一预设压力阈值(可选0.5bar)时，可推断燃油系统压力过高，为避免输油泵11下游的喷油泵12继续对燃油加压，导致燃油压力超限，对系统可靠性安全性造成不利影响，此时可及时控制输油泵11停机，使系统中只有喷油泵12继续运行泵送及加压燃油。当出口燃油压力信号小于等于第一预设压力阈值时，可推断系统燃油压力在正常范围内，此时可进行下一步根据输油泵11的出口燃油压力对输油泵11的转速进行实时调节的步骤，使得发动机在高原工况下的适应性更强。
66.在本发明的一些实施例中，根据出口燃油压力信号控制输油泵11的转速的步骤包括：
67.根据出口燃油压力信号大于第二预设压力阈值，控制输油泵11的转速逐渐降低至零；
68.根据出口燃油压力信号小于等于第二预设压力阈值，控制输油泵11的转速逐渐提升至最大转速；
69.其中第二预设压力阈值大于第一预设压力阈值。
70.在燃油系统排气后，发动机启动，ecu根据出口燃油压力信号实时控制输油泵11的转速，在出口燃油压力信号大于第二预设压力阈值时，可以确定系统燃油压力过高，需要及时降低压力，避免压力超限带来的安全性和可靠性风险，此时ecu根据出口燃油压力信号大于第二预设压力阈值(可选0.7bar)，控制输油泵11的转速逐渐降低至零，使得系统燃油压力保持在正常工作区间。在出口燃油压力信号小于等于第二预设压力阈值，可推断，系统燃油压力较低，为避免系统燃油压力过低，导致车辆动力不足，此时ecu可控制输油泵11的转速逐渐提升至最大转速，使得系统燃油压力保持在正常工作区间。
71.在本发明的一些实施例中，根据ecu上电信号控制输油泵11运行且控制发动机燃油系统进行排气的步骤还包括：
72.根据输油泵11以最大转速运行的运行时间小于预设时间，且发动机处于上电控制
状态，判断出口燃油压力信号与第一预设压力阈值的大小关系；
73.根据出口燃油压力信号大于第一预设压力阈值，控制输油泵11停机；
74.根据出口燃油压力信号小于等于第一预设压力阈值，执行根据出口燃油压力信号控制输油泵11的转速的步骤。
75.可以理解的是，在输油泵11以最大转速运行的运行时间小于预设时间且发动机处于上电控制状态时，可确定发动机燃油系统提前完成排气，发动机已正常启动运行，此时可进一步监控输油泵11的出口燃油压力，出口燃油压力信号大于第一预设压力阈值(可选0.5bar)时，系统燃油压力较高，为避免燃油压力超限带来安全性可靠性风险，ecu可控制输油泵11降低转速或者停机。当出口燃油压力信号小于等于第一预设压力阈值时，系统燃油压力较低，输油泵11可继续工作，与喷油泵12共同运行，使得燃油系统的燃油压力提高至车辆正常运行区间，保证车辆的动力性能。
76.在本发明的一些实施例中，根据出口燃油压力信号控制输油泵11的转速的步骤之前还包括步骤：
77.控制输油泵11进入pid控制模式。在实时调节转速前，先控制输油泵11进入pid控制模式，使得输油泵11的转速调节能够与出口燃油压力信号相关联，且自动调节，滞后性较低，进而使轨压保持稳定。
78.本发明的第二方面提出了一种发动机燃油系统，用于实施本发明第一方面提出的发动机燃油系统的控制方法，发动机燃油系统包括：
79.油箱10，用于储存燃油；
80.输油泵11，用于泵送燃油；
81.喷油泵12，用于将输油泵11泵出的燃油输送至喷油器13；
82.喷油器13，用于将喷油泵12输送的燃油喷入气缸；
83.压力传感器，用于监测输油泵11的出口燃油压力；
84.控制器，用于根据出口燃油压力调节输油泵11的转速。
85.本发明的第二方面提出的发动机燃油系统具有和本发明第一方面提出的发动机燃油系统的控制方法相同的有益效果，控制器根据输油泵11的出口燃油压力控制输油泵11的转速流程如下：
86.ecu上电后，控制输油泵11全速运行，当运行预设时间后，在发动机上电的情况下判断输油泵11的出口燃油压力是否大于第一预设压力阈值，当输油泵11的出口燃油压力大于第一预设压力阈值，ecu控制输油泵11停机，当输油泵11的出口燃油压力不大于第一预设压力阈值时，控制输油泵11进入pid模式，另外，在输油泵11提前完成排气时且发动机上电的情况下，同样进行输油泵11的出口燃油压力是否大于第一预设压力阈值的判断。然后，实时监测输油泵11的出口燃油压力，当输油泵11的出口燃油压力大于第二预设压力阈值时，控制输油泵11转速逐渐降低，当输油泵11的出口燃油压力不大于第二预设压力阈值时，控制输油泵11转速逐渐提高，以使发动机燃油系统的压力保持稳定。
87.在本发明的一些实施例中，输油泵11的出口与喷油泵12的入口通过管路连接，压力传感器设置于输油泵11的出口处或位于输油泵11与喷油泵12之间的管路上。通过设置压力传感器使得输油泵11的出口压力能够被及时监测，ecu根据压力传感器的监测信号实时调节输油泵11的转速。以使发动机燃油系统的压力保持稳定。
88.在本发明的一些实施例中，发动机燃油系统还包括与输油泵11并联的单向阀111，单向阀的第一接口与油箱10连通，单向阀111的第二接口与喷油泵12的入口连通，单向阀111自第一接口至第二接口单向导通。单向阀111可用于在启车前对油路进行排气，即，使带空气的燃油经单向阀111而回到油箱10，以对油路进行排气。并且，单向阀111可以与输油泵11配合，由二者一起对油路进行排气。
89.在本发明的一些实施例中，发动机燃油系统还包括燃油粗滤器14和燃油精滤器15，燃油粗滤器14设置在输油泵11与油箱10连接的管路上，燃油粗滤器14设置在高压油泵122与低压油泵121连接的管路上，通过设置燃油粗滤器14和燃油精滤器15对燃油进行两次过滤使得燃油中杂质变少，避免杂质在高压下冲击损坏喷油器13等装置。
90.在本发明的一些实施例中，发动机燃油系统还包括设置在高压油泵122与低压油泵121连接的管路上燃油计量装置124，燃油计量装置124与ecu电连接，用于对燃油的流量进行计量。
91.在本发明的一些实施例中，发动机燃油系统还包括溢流阀125，溢流阀125通过管道连在第二燃油精滤器15的出口和回流管道之间。溢流阀125能够在油量过大且燃油计量装置124关闭的情况下，将持续供应的燃油溢流并通过回流管道回流至油箱10。
92.在本发明的一些实施例中，发动机燃油系统还包括共轨管123，共轨管123与高压油泵122的内腔连通，用于对高压油泵122中的高压燃油进行分配。喷油器13通过管路与共轨管123连接，喷油器1392用于将共轨管123分配出的燃油喷射至气缸中。
93.本发明的第三方面提出了一种车辆，包括本发明的第二方面提出的发动机燃油系统。
94.该车辆的ecu的计算机存储介质存储有执行本发明提出的发动机燃油系统的控制方法的指令。
95.本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
96.结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
97.在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被
计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在存储介质的范围内。
98.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。