CN110080879B - 一种直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法。实时计算发动机喷油器的积碳量，当积碳量超过第一设定值时，采用最大燃油喷射压力单次喷射燃油清洗喷油器积碳。在适当的发动机运行条件下，将发动机的喷油压力提升到系统允许的最大喷油压力，将喷油调整为单段喷射，通过高速的燃油流速来清除高压喷油器喷孔处产生的积碳，避免喷孔堵塞，从而恢复高压喷油器的性能。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法。
背景技术
汽车运行过程中，为了提升燃油经济性，喷油压力通常较低，为了降低排放，通常采用多次分段喷射。因此，自直喷发动机面世以来，一直存在喷油器结焦(积碳)的问题。喷油器结焦会带来许多负面影响，如喷油孔堵塞、喷油量控制不精确、排放偏高甚至出现早燃。目前喷油器积碳已经成为直喷发动机面临的主要问题之一。
为了解决喷油器结焦的问题，通常主机厂会建议车主在加油时往油箱中添加燃油添加剂(清洗剂)。燃油清洗剂可以非常有效的对喷油器进行清洁。但是会增加客户的用车成本，很多客户在加油的时候不会添加燃油清洗剂，长时间积累下来就会导致发动机出现喷油器结焦问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种成本低廉，并能有效实现积碳自清洗的直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法。
本发明技术方案为：一种直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法，实时计算发动机喷油器的积碳量，当积碳量超过第一设定值时，采用最大燃油喷射压力单次喷射燃油清洗喷油器积碳。
较为优选的，所述采用最大燃油喷射压力单次喷射燃油清洗喷油器积碳的持续时间超过设定限值或积碳清洗量达到第二设定值时，发动机运行的燃油喷射压力和喷射次数恢复正常。
较为优选的，所述采用最大燃油喷射压力单次喷射燃油清洗喷油器积碳需同时满足以下条件：
发动机水温达到标定值、发动机工作在低转速小负荷工况、发动机稳态运转；
若任一条件不满足，则发动机运行的燃油喷射压力和喷射次数恢复正常。
较为优选的，所述积碳量通过积碳累积模型进行计算，所述积碳累积模型包含一个工况-累碳速率三维表格，所述积碳累积模型计算方法为：
每隔一个采样时间段查询一次所述工况-累碳速率三维表格，得到发动机在当前工况下的累碳速率；
根据所述累碳速率计算出当前采样时间段内的累碳量；
对每个采样时间段内的累碳量进行积分，得到发动机喷油器的积炭量。
较为优选的，使发动机运行在不同的工况下，喷油器采用低压力、多次分段喷射的方式工作，对每种工况下的累碳速率进行统计，得到所述工况-累碳速率三维表格。
较为优选的，所述积碳清洗量通过积碳清除模型进行计算，所述积碳清除模型包含一个工况-除碳速率三维表格，所述积碳清除模型计算方法为：
每隔一个采样时间段查询一次所述工况-除碳速率三维表格，得到发动机在当前工况下的除碳速率；
根据所述除碳速率计算出当前采样时间段内的积碳清洗量；
对每个采样时间段内的积碳清洗量进行积分，得到发动机喷油器的积碳清洗量。
较为优选的，使发动机运行在不同的工况下，喷油器采用最大燃油喷射压力单次喷射的方式工作，对每种工况下的除碳速率进行统计，得到所述工况-除碳速率三维表格。
本发明的有益效果为：在适当的发动机运行条件下，将发动机的喷油压力提升到系统允许的最大喷油压力，将喷油调整为单段喷射(每个工作循环只喷油一次)，通过高速的燃油流速来清除高压喷油器喷孔处产生的积碳，避免喷孔堵塞，从而恢复高压喷油器的性能，达到降低在用汽车排放和避免早燃的效果。本方法无需额外增加成本，广泛应用于各种型号的车辆，具有良好的市场经济效应。通过积碳累积模型和积碳清除模型分别计算累碳量和积碳清洗量，能及时、有效的实现积碳清洗的自动控制。
附图说明
图1为本发明控制流程图；
图2为本发明控制时序示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，一种直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法如下：
利用积碳累积模型对发动机喷油器的积碳量实时计算。积碳累积模型包含一个工况-累碳速率三维表格，该工况-累碳速率三维表格中包含不同工况与累碳速率的对应关系。本实施例通过使发动机运行在不同的工况下，喷油器采用低压力、多次分段喷射的方式工作(其中，低压力、多次分段喷射为喷油器的常规工作模式，具体根据不同的车型不同，本实施例仅仅是从常规的工作模式中选取一种)，并对每种工况下的累碳速率进行统计的方式，得到工况-累碳速率三维表格。此时处于累碳模式，积碳累积模型每隔一个采样时间段，查询一次工况-累碳速率三维表格，例如每隔100ms进行一次查询，得到发动机在当前工况下的累碳速率；然后根据查表得到的累碳速率计算出当前采样时间段内的累碳量；最后对每个采样时间段内的累碳量进行积分，得到发动机喷油器的积炭量。
当积碳量超过第一设定值，并满足清洗模式的进入条件时，控制发动机的喷油器采用最大燃油喷射压力单次喷射燃油，对喷油器积碳进行清洗。清洗模式时，采用的最大燃油喷射压力为一个可以设定的标定量，通常该值可以设定为系统所允许的最大喷油压力。采用的单次喷射，即每个发动机循环每缸只喷一次油。
其中，清洗模式的进入条件为：
(1)、发动机水温达到标定值。在发动机热机之后，判断标准为发动机冷却水温超过一个设定值，该值在ECU中可以进行标定，若发动机水温较低，则禁止进入清洗模式。
(2)、发动机工作在低转速小负荷工况。即发动机转速不能超过一个设定的转速上限，负荷不能超过一个设定的负荷上限，转速上限和负荷上限均可以根据不同车型的实际情况进行标定。
(3)、发动机稳态运转。即转速波动率和负荷波动率不能超过各自设定的上限值。
在清洗模式中，以上三个条件任意一条不满足，则退出清洗模式，发动机运行的燃油喷射压力和喷射次数恢复正常。另外，在清洗模式中，若清洗时间(即采用最大燃油喷射压力单次喷射燃油清洗喷油器积碳的持续时间)设定限值或积碳清洗量达到设定值，同样退出清洗模式，进入累碳模式，发动机运行的燃油喷射压力和喷射次数恢复正常。若清洗时间的设定限值为标定值，该标定值可以是除碳速率最慢的情况下，达到一个合适碳量所需的最大时间。
其中，积碳清洗量通过积碳清除模型进行计算。该积碳清除模型包含一个工况-除碳速率三维表格，工况-除碳速率三维表格中包含不同工况与除碳速率的对应关系。本实施例通过使发动机运行在不同的工况下，喷油器采用最大燃油喷射压力单次喷射的方式工作，并对每种工况下的除碳速率进行统计的方式，得到工况-除碳速率三维表格。积碳清除模型每隔一个采样时间段查询一次所述工况-除碳速率三维表格，例如每隔100ms查询一次表格，得到发动机在当前工况下的除碳速率；根据除碳速率计算出当前采样时间段内的积碳清洗量；对每个采样时间段内的积碳清洗量进行积分，得到发动机喷油器的积碳清洗量。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法，其特征在于：实时计算发动机喷油器的积碳量，当积碳量超过第一设定值时，采用最大燃油喷射压力单次喷射燃油清洗喷油器积碳；所述采用最大燃油喷射压力单次喷射燃油清洗喷油器积碳的持续时间超过设定限值或积碳清洗量达到第二设定值时，发动机运行的燃油喷射压力和喷射次数恢复正常；
所述积碳清洗量通过积碳清除模型进行计算，所述积碳清除模型包含一个工况-除碳速率三维表格，所述积碳清除模型计算方法为：
每隔一个采样时间段查询一次所述工况-除碳速率三维表格，得到发动机在当前工况下的除碳速率；
根据所述除碳速率计算出当前采样时间段内的积碳清洗量；
对每个采样时间段内的积碳清洗量进行积分，得到发动机喷油器的积碳清洗量。
2.根据权利要求1所述的直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法，其特征在于，所述采用最大燃油喷射压力单次喷射燃油清洗喷油器积碳需同时满足以下条件：
发动机水温达到标定值、发动机工作在低转速小负荷工况、发动机稳态运转；
若任一条件不满足，则发动机运行的燃油喷射压力和喷射次数恢复正常。
3.根据权利要求1所述的直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法，其特征在于，所述积碳量通过积碳累积模型进行计算，所述积碳累积模型包含一个工况-累碳速率三维表格，所述积碳累积模型计算方法为：
每隔一个采样时间段查询一次所述工况-累碳速率三维表格，得到发动机在当前工况下的累碳速率；
根据所述累碳速率计算出当前采样时间段内的累碳量；
对每个采样时间段内的累碳量进行积分，得到发动机喷油器的积炭量。
4.根据权利要求3所述的直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法，其特征在于，使发动机运行在不同的工况下，喷油器采用低压力、多次分段喷射的方式工作，对每种工况下的累碳速率进行统计，得到所述工况-累碳速率三维表格。
5.根据权利要求1所述的直喷发动机喷油器积碳自清洁控制方法，其特征在于，使发动机运行在不同的工况下，喷油器采用最大燃油喷射压力单次喷射的方式工作，对每种工况下的除碳速率进行统计，得到所述工况-除碳速率三维表格。
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