一种具备多重冗余功能的电控燃油系统技术方案

本发明专利技术涉及发动机电控燃油系统技术领域，具体公开了一种具备多重冗余功能的电控燃油系统，包括高压供油泵、高压油轨、单向阀、限压阀、喷油器、限流阀，还包括电控系统，电控系统包括电控单元、传感器、执行器以及切换模块，其中，电控单元包括主ECU和从ECU，主ECU和从ECU均连接多个传感器，执行器包括燃油计量阀、PCV阀和多个喷油器电磁阀，多个执行器连接至切换模块，切换模块分别与主ECU和从ECU对应连接；执行器与主ECU的连接为导通状态，主ECU控制执行器工作，此时执行器与从ECU的连接为断开状态；执行器与主ECU的连接为断开状态时，通过切换模块切换成从ECU控制执行器工作，此时执行器与从ECU的连接为导通状态。

【技术实现步骤摘要】
一种具备多重冗余功能的电控燃油系统
本专利技术涉及发动机电控燃油系统
，尤其涉及一种具备多重冗余功能的电控燃油系统。
技术介绍
随着科技水平的日益提高，人们对于发动机的使用提出了更高的要求，发动机的冗余控制就是其中之一。目前提出的发动机冗余控制方法主要有两种。其一是燃油（机械）系统的冗余，燃油系统的冗余只是简单增加了一套燃油系统，通过两套燃油系统分别控制发动机的部分气缸工作，当其中的一套燃油系统或者电控系统发生故障时，发动机只能执行跛行、停机或者部分缸工作的降级使用，无法达到70%功率。其二是专利《一种发动机电控控制冗余系统》（CN108999712A）中提出的可以监控V型柴油机左右两侧的发动机参数的一种冗余控制系统，该冗余控制系统最大的不足是未对曲轴转速传感器、凸轮转速传感器和轨压传感器这三个最关键的传感器进行冗余设计，一旦其中之一损坏，发动机同样只能执行跛行或者停机。综上所述，上述两种发动机冗余控制方法都有较大的缺陷和不足，很难真正推广到市场进行应用，这也是目前市场上未见具有冗余控制功能发动机的原因之一。因此，针对现有技术的不足，亟待开发一种设计合理、冗余功能完善的电控燃油系统来推动具备冗余功能发动机的应用。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供一种具备多重冗余功能的电控燃油系统，在电控系统及燃油系统上均具有冗余功能，即使单套燃油系统或单套电控系统出现故障，系统仍然能满足发动机70%以上功率需求，并保证发动机安全可靠的连续工作。作为本专利技术的第一个方面，提供一种具备多重冗余功能的电控燃油系统，包括：供油系统、蓄压系统、喷油系统和电控系统；所述供油系统包括高压供油泵A和高压供油泵B，两者并联在燃油管路上；所述蓄压系统包括高压油轨A、高压油轨B、单向阀以及限压阀，其中，所述高压油轨A通过高压油管与所述高压供油泵A相连，所述高压油轨B通过所述高压油管与所述高压供油泵B相连，所述高压油轨A和所述高压油轨B之间通过所述高压油管相连通，所述单向阀分别设置在所述高压油轨A和高压油轨B的燃油入口，所述限压阀设置在所述高压油轨B的一端；所述喷油系统包括多个喷油器和防止所述喷油器常开持续喷射的多个限流阀，所述喷油器的个数与所述限流阀的个数相等，每一所述限流阀对应设置在每一所述喷油器一端的管路上，所述高压油轨A和所述高压油轨B均通过所述高压油管与所述喷油器相连，所述高压油轨A和所述高压油轨B的出油口阀座上均安装多个所述限流阀；所述电控系统包括电控单元、多个传感器、多个执行器以及切换模块，其中，所述电控单元包括主ECU和从ECU，所述主ECU和从ECU之间采用双路CAN总线进行通讯和信息交互；所述主ECU连接多个所述传感器，所述从ECU连接多个所述传感器；多个所述执行器包括燃油计量阀A、燃油计量阀B、PCV阀和多个喷油器电磁阀，其中，所述燃油计量阀A设置在所述高压供油泵A上，所述燃油计量阀B设置在所述高压供油泵B上，所述PCV阀设置在所述高压油轨A上，每一所述喷油器电磁阀对应设置在每一所述喷油器上；多个所述执行器均通过线束连接至所述切换模块，所述切换模块分别与所述主ECU和从ECU对应连接；所述执行器与所述主ECU的连接为导通状态，所述主ECU根据其获取的传感器信号控制所述执行器工作，此时所述执行器与所述从ECU的连接为断开状态；所述执行器与所述主ECU的连接为断开状态时，通过切换模块切换成所述从ECU根据其获取的传感器信号控制所述执行器工作，此时所述执行器与所述从ECU的连接为导通状态。进一步地，多个所述传感器包括轨压传感器A、轨压传感器B、曲轴转速传感器A、曲轴转速传感器B、凸轮转速传感器A、凸轮转速传感器B、压力温度传感器A和压力温度传感器B，其中，所述轨压传感器A、曲轴转速传感器A、凸轮转速传感器A和压力温度传感器A均通过线束与所述主ECU相连；所述轨压传感器B、曲轴转速传感器B、凸轮转速传感器B和压力温度传感器B均通过所述线束与所述从ECU相连。进一步地，所述压力温度传感器A和压力温度传感器B均包括：机油压力温度传感器、冷却液温度传感器、增压压力温度传感器、燃油压力温度传感器中的一种或多种。进一步地，所述轨压传感器A设置在所述高压油轨A上，所述轨压传感器B设置在所述高压油轨B上。进一步地，所述切换模块包括常闭接口、常开接口、输出接口和控制接口，多个所述执行器均通过线束连接至所述输出接口，所述常闭接口通过所述线束与所述主ECU连接，所述常开接口和所述控制接口均通过所述线束与所述从ECU连接。进一步地，所述切换模块的数量等于所有执行器的数量之和，每一所述执行器对应连接每一所述切换模块，其中，每一所述执行器通过线束对应连接每一所述切换模块的输出接口，多个所述常闭接口均通过所述线束与所述主ECU连接，多个所述常开接口和控制接口均通过所述线束与所述从ECU连接。进一步地，所述切换模块为继电器或者三极管，当所述主ECU损坏或所述主ECU与传感器、执行器的连接出现故障时，所述从ECU输出高电平控制信号至所述控制接口，此时所述输出接口与所述常闭接口之间的连接断开，切换为与所述常开接口连接，所有执行器与所述从ECU之间的连接变为导通状态，而所有执行器与所述主ECU之间的连接则变为断开状态，所述电控燃油系统切换为所述从ECU控制所有执行器工作，实现所述电控燃油系统的冗余控制。进一步地，还包括外部控制器或单片机，所述外部控制器或单片机通过两路CAN总线分别与所述主ECU和从ECU进行通讯和信息交互，同时所述切换模块由所述外部控制器或单片机进行控制。进一步地，所有的控制接口均通过线束与所述外部控制器或单片机连接，所述外部控制器或单片机通过通讯获得所述主ECU和所述从ECU的相关参数以及故障报警信息，并依据所述相关参数以及故障报警信息决定是否对执行器的控制权进行切换。进一步地，所述燃油计量阀A和燃油计量阀B同为常开式燃油计量阀，并由同一ECU输出同一占空比进行控制；所述PCV阀为常开式压力控制阀。所述ECU即电子控制单元。本专利技术提供的具备多重冗余功能的电控燃油系统，具有以下优点：（1）本专利技术巧妙的将燃油系统和电控系统的冗余结合在一起，即使单套燃油系统或单套电控系统失效，系统仍然能够保证发动机可达70%以上功率；（2）本专利技术在高压油轨上集成了常开式压力控制阀（PCV阀），不仅加强了系统在紧急情况下对轨压（油轨内燃油压力）燃油压力的控制能力（包括发动机紧急停油时快速泄压），还可以在电控系统切换瞬间防止轨压过高而导致系统失效或能力降级，系统安全性和稳定性大大提高；（3）本专利技术中即使两台高压供油泵和两根高压油轨之间的高压油管中任一个损坏，由于系统设置的单向阀可以阻止该高压油轨内的燃油向外泄漏，因此系统仍然能提供至少满足发动机70%功率需求的燃油流量。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，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发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备多重冗余功能的电控燃油系统，其特征在于，包括：供油系统、蓄压系统、喷油系统和电控系统；/n所述供油系统包括高压供油泵A（11）和高压供油泵B（12），两者并联在燃油管路上；/n所述蓄压系统包括高压油轨A（41）、高压油轨B（42）、单向阀（31）以及限压阀（61），其中，所述高压油轨A（41）通过高压油管（21）与所述高压供油泵A（11）相连，所述高压油轨B（42）通过所述高压油管（21）与所述高压供油泵B（12）相连，所述高压油轨A（41）和所述高压油轨B（42）之间通过所述高压油管（21）相连通，所述单向阀（31）分别设置在所述高压油轨A（41）和高压油轨B（42）的燃油入口，所述限压阀（61）设置在所述高压油轨B（42）的一端；/n所述喷油系统包括多个喷油器（51）和防止所述喷油器（51）常开持续喷射的多个限流阀（71），所述喷油器（51）的个数与所述限流阀（71）的个数相等，每一所述限流阀（71）对应设置在每一所述喷油器（51）一端的管路上，所述高压油轨A（41）和所述高压油轨B（42）均通过所述高压油管（21）与所述喷油器（51）相连，所述高压油轨A（41）和所述高压油轨B（42）的出油口阀座上均安装多个所述限流阀（71）；/n所述电控系统包括电控单元、多个传感器、多个执行器以及切换模块（121），其中，所述电控单元包括主ECU（81）和从ECU（82），所述主ECU（81）和从ECU（82）之间采用双路CAN总线（171）进行通讯和信息交互；所述主ECU（81）连接多个所述传感器，所述从ECU（82）连接多个所述传感器；多个所述执行器包括燃油计量阀A（91）、燃油计量阀B（92）、PCV阀（101）和多个喷油器电磁阀（510），其中，所述燃油计量阀A（91）设置在所述高压供油泵A（11）上，所述燃油计量阀B（92）设置在所述高压供油泵B（12）上，所述PCV阀（101）设置在所述高压油轨A（41）上，每一所述喷油器电磁阀（510）对应设置在每一所述喷油器（51）上；多个所述执行器均通过线束（111）连接至所述切换模块（121），所述切换模块（121）分别与所述主ECU（81）和从ECU（82）对应连接；/n所述执行器与所述主ECU（81）的连接为导通状态，所述主ECU（81）根据其获取的传感器信号控制所述执行器工作，此时所述执行器与所述从ECU（82）的连接为断开状态；/n所述执行器与所述主ECU（81）的连接为断开状态时，通过切换模块（121）切换成所述从ECU（82）根据其获取的传感器信号控制所述执行器工作，此时所述执行器与所述从ECU（82）的连接为导通状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具备多重冗余功能的电控燃油系统，其特征在于，包括：供油系统、蓄压系统、喷油系统和电控系统；
所述供油系统包括高压供油泵A（11）和高压供油泵B（12），两者并联在燃油管路上；
所述蓄压系统包括高压油轨A（41）、高压油轨B（42）、单向阀（31）以及限压阀（61），其中，所述高压油轨A（41）通过高压油管（21）与所述高压供油泵A（11）相连，所述高压油轨B（42）通过所述高压油管（21）与所述高压供油泵B（12）相连，所述高压油轨A（41）和所述高压油轨B（42）之间通过所述高压油管（21）相连通，所述单向阀（31）分别设置在所述高压油轨A（41）和高压油轨B（42）的燃油入口，所述限压阀（61）设置在所述高压油轨B（42）的一端；
所述喷油系统包括多个喷油器（51）和防止所述喷油器（51）常开持续喷射的多个限流阀（71），所述喷油器（51）的个数与所述限流阀（71）的个数相等，每一所述限流阀（71）对应设置在每一所述喷油器（51）一端的管路上，所述高压油轨A（41）和所述高压油轨B（42）均通过所述高压油管（21）与所述喷油器（51）相连，所述高压油轨A（41）和所述高压油轨B（42）的出油口阀座上均安装多个所述限流阀（71）；
所述电控系统包括电控单元、多个传感器、多个执行器以及切换模块（121），其中，所述电控单元包括主ECU（81）和从ECU（82），所述主ECU（81）和从ECU（82）之间采用双路CAN总线（171）进行通讯和信息交互；所述主ECU（81）连接多个所述传感器，所述从ECU（82）连接多个所述传感器；多个所述执行器包括燃油计量阀A（91）、燃油计量阀B（92）、PCV阀（101）和多个喷油器电磁阀（510），其中，所述燃油计量阀A（91）设置在所述高压供油泵A（11）上，所述燃油计量阀B（92）设置在所述高压供油泵B（12）上，所述PCV阀（101）设置在所述高压油轨A（41）上，每一所述喷油器电磁阀（510）对应设置在每一所述喷油器（51）上；多个所述执行器均通过线束（111）连接至所述切换模块（121），所述切换模块（121）分别与所述主ECU（81）和从ECU（82）对应连接；
所述执行器与所述主ECU（81）的连接为导通状态，所述主ECU（81）根据其获取的传感器信号控制所述执行器工作，此时所述执行器与所述从ECU（82）的连接为断开状态；
所述执行器与所述主ECU（81）的连接为断开状态时，通过切换模块（121）切换成所述从ECU（82）根据其获取的传感器信号控制所述执行器工作，此时所述执行器与所述从ECU（82）的连接为导通状态。


2.根据权利要求1所述的具备多重冗余功能的电控燃油系统，其特征在于，多个所述传感器包括轨压传感器A（131）、轨压传感器B（132）、曲轴转速传感器A（141）、曲轴转速传感器B（142）、凸轮转速传感器A（151）、凸轮转速传感器B（152）、压力温度传感器A（161）和压力温度传感器B（162），其中，
所述轨压传感器A（131）、曲轴转速传感器A（141）、凸轮转速传感器A（151）和压力温度传感器A（161）均通过线束（111）与所述主ECU（81）相连；所述轨压传感器B（132）、曲轴转速传感器B（142）、凸轮转速传感器B（152）和压力温度传感器B（162）均通过所述线束（111）与所述从ECU（82）相连。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王萧，陈瑞，杨晓，王毅博，匡鹏，
申请(专利权)人：无锡威孚高科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32