專利名稱：柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)及其系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油汽車發(fā)動機噴油器檢測為汽車零部件功能檢測和工業(yè)控制算法 在汽車養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其涉及一種柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)及其系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制 方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，對汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性、安全性、及舒適 性等方面的要求越來越高。柴油機以其良好的經(jīng)濟(jì)性、動力性和可靠性而成為各類車輛的 主要動力，柴油機的采用率越來越高。柴油機燃油的好壞直接影響排放指標(biāo)，而柴油汽車共軌噴油器長期使用后，可能 造成油污堵塞，損壞，以及噴油器電路故障等情況，噴油器檢測臺用以檢測噴油器噴油量是 否達(dá)標(biāo)，是否損壞，密封和霧化性能是否良好，同時控制高壓柴油用以沖洗噴油器油污，檢 驗噴油器電路是否正常。噴油器檢測臺的使用性能取決于其關(guān)鍵共軌部件軌壓的控制精 度，因此，開發(fā)高性能的檢測臺共軌系統(tǒng)及軌壓的控制方法尤為有迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)，其用以檢測噴油器的 功能和性能，將共軌軌壓控制在目標(biāo)軌壓的士0. 5Mpa以內(nèi)；本發(fā)明的另一目的在于，提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方 法，其采用PI算法和D項模糊控制綜合算法的方法，適應(yīng)不同階段調(diào)節(jié)要求，對軌壓穩(wěn)定起 到較好的效果，壓力精度可達(dá)到士0. 5MPA。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)，包括一油箱、電 控高壓油泵、與該電控高壓油泵電性連接的電機、一共軌、噴油器、及分別與油箱、電控高壓 油泵、電機、共軌、噴油器相聯(lián)系的軌壓控制單元，該電控高壓油泵與油箱之間連接有一回 油管，共軌與電控高壓油泵及噴油器之間均通過一高壓油管相連通，電機帶動電控高壓油 泵將燃油從油箱傳入共軌，該共軌與電控高壓油泵之間設(shè)有一油泵比例閥以控制進(jìn)入共軌 的油量，共軌上還設(shè)有一軌壓傳感器與軌壓控制單元電性聯(lián)系，噴油器一端通過油管分別 與油箱及電控高壓油泵連接。所述油箱內(nèi)設(shè)有一加熱棒、溫度傳感器、及一液位傳感器，該加熱棒、溫度傳感器、 及一液位傳感器均通過軌壓控制單元進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。所述電控高壓油泵上設(shè)有油泵輸出口，一高壓油管通過該油泵輸出口將電控高壓 油泵與共軌相連通；該電控高壓油泵與油箱之間的回油管上設(shè)有一濾清器。所述共軌一端設(shè)有一共軌安全閥，共軌上設(shè)有共軌安全閥的一端通過一油管與從 噴油器一端引出的油管相連通。所述噴油器一側(cè)還設(shè)有一噴油測試量杯。所述軌壓控制單元還電性連接一緊急制動閥，該緊急制動閥分別與軌壓傳感器、溫度傳感器、及液位傳感器電性聯(lián)系。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方法，其 包括如下步驟步驟1、軌壓控制單元控制電機運轉(zhuǎn)和打開噴油器，逐步建立共軌軌壓；步驟2、采用前端閉環(huán)控制的軌壓控制方法，通過PID算法和軌壓變化速率模糊控 制算法對軌壓進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，將軌壓快速穩(wěn)定到目標(biāo)軌壓值；步驟3、當(dāng)共軌壓力持續(xù)穩(wěn)定在測試工況目標(biāo)軌壓值10秒后，打開噴油測試量杯 收集規(guī)定次數(shù)的噴油量；步驟4、將實際噴油量和該工況的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以確定噴油器是否堵塞或損 壞、及同時控制軌壓穩(wěn)定。所述步驟2中，共軌軌壓控制包括三個階段，其分別為軌壓啟動階段、軌壓上升階 段、及軌壓維持階段；軌壓啟動階段為油泵比例閥從全關(guān)到軌壓出現(xiàn)上升的調(diào)節(jié)過程，軌壓 上升階段為軌壓從開始上升到達(dá)目標(biāo)軌壓的調(diào)節(jié)過程，軌壓維持階段為軌壓上升到目標(biāo)軌 壓并維持目標(biāo)軌壓的調(diào)節(jié)過程。所述在軌壓啟動階段中，通過對模糊項進(jìn)行計算，以調(diào)節(jié)油泵比例閥占空比，盡快 達(dá)到啟動軌壓，減少測試等待時間；在軌壓上升階段中，對模糊項進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)軌壓按設(shè) 定速度勻速上升；在軌壓維持階段中，對PID算法中的I項進(jìn)行調(diào)節(jié)，以調(diào)整軌壓的精確，同 時為壓力安全增加軌壓保護(hù)項調(diào)節(jié)。所述步驟2中，在軌壓控制過程中，采用PID算法和軌壓變化速率模糊控制算法對 電壓PWM及電流大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)油泵比例閥，進(jìn)而調(diào)節(jié)柴油機的共軌，從而調(diào)節(jié)噴油器 壓力，在該過程中，軌壓傳感器對柴油機共軌軌壓進(jìn)行采集，并將采集的軌壓作為反饋值傳 送到軌壓控制單元。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所提供的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)及其系統(tǒng)內(nèi)軌壓 的控制方法，其系統(tǒng)內(nèi)軌壓控制采用前端閉環(huán)控制，通過PI算法和D項模糊控制綜合算法 的方法，適應(yīng)不同階段調(diào)節(jié)要求，對軌壓穩(wěn)定起到較好的效果，壓力精度可達(dá)到士0. 5MPA。為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì) 說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案 及其他有益效果顯而易見。附圖中，圖1為本發(fā)明的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方法流程示意圖；圖3為本發(fā)明柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方法原理圖；圖4為軌壓傳感器對應(yīng)的電壓值與噴油器電流波形圖；圖5為共軌軌壓控制的三個階段示意圖；圖6為采用本發(fā)明控制方法的軌壓控制效果圖。
具體實施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施 例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)，其包括一油箱1、電控 高壓油泵2、與該電控高壓油泵2電性連接的電機3、一共軌4、噴油器5、及分別與油箱1、電 控高壓油泵2、電機3、共軌4、噴油器5相聯(lián)系的軌壓控制單元6，該電控高壓油泵2與油箱 1之間連接有一回油管11，共軌4與電控高壓油泵2及噴油器5之間均通過一高壓油管相連 通，電機3帶動電控高壓油泵2將燃油從油箱1傳入共軌4，該共軌4與電控高壓油泵2之 間設(shè)有一油泵比例閥22以控制進(jìn)入共軌4的油量，共軌4上還設(shè)有一軌壓傳感器42與軌 壓控制單元6電性聯(lián)系，噴油器5 —端通過油管52分別與油箱1及電控高壓油泵2連接。其中，油箱1內(nèi)設(shè)有一加熱棒12、溫度傳感器14、及一液位傳感器16，該加熱棒 12、溫度傳感器14、及一液位傳感器16均通過軌壓控制單元6進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。電控高壓油泵2上設(shè)有油泵輸出口 24，一高壓油管26通過該油泵輸出口 24將電 控高壓油泵2與共軌4相連通；該電控高壓油泵2與油箱1之間的回油管11上還設(shè)有一濾 清器112，未進(jìn)入共軌4的油量經(jīng)過回油管11并通過濾清器112的過濾返回油箱1中。在本發(fā)明中，所述共軌4 一端設(shè)有一共軌安全閥44，共軌4上設(shè)有共軌安全閥44 的一端通過一油管46與從噴油器5 —端引出的油管52相連通。噴油器5 —側(cè)還設(shè)有一噴 油測試量杯54。軌壓控制單元6還電性連接一緊急制動閥62，該緊急制動閥62分別與軌 壓傳感器42、溫度傳感器14、及液位傳感器16電性連接。使用時，該軌壓控制單元6與人 機界面7相連接，對于共軌4而言，電機3帶動電動高壓油泵2將燃油壓入共軌4，為共軌4 燃油的輸入端和軌壓增壓端，共軌4連接的高壓油管48和噴油器5為共軌4燃油輸出端和 軌壓卸壓端。同時共軌4上的軌壓傳感器42為軌壓反饋介質(zhì)。對于同一個測試工況，軌壓 控制單元6控制噴油器5的噴油脈寬和時間間隔按固定頻率等量輸出，同時該軌壓控制單 元6根據(jù)軌壓傳感器42的反饋，控制電動高壓油泵2輸入到共軌4中的油泵比例閥22，控 制油泵比例閥22開度，達(dá)到調(diào)節(jié)共軌軌壓作用。當(dāng)進(jìn)入到共軌4中的平均油量和噴油器5 噴出的油量達(dá)到動態(tài)平衡，軌壓穩(wěn)定在目標(biāo)軌壓，實現(xiàn)軌壓控制。進(jìn)一步地，如圖2所示，本發(fā)明還提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)內(nèi)軌壓的 控制方法，其包括如下步驟步驟1、軌壓控制單元控制電機運轉(zhuǎn)和打開噴油器，逐步建立共軌軌壓。步驟2、采用前端閉環(huán)控制的軌壓控制方法，通過PID算法和軌壓變化速率模糊控 制算法對軌壓進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，將軌壓快速穩(wěn)定到目標(biāo)軌壓值。步驟3、當(dāng)共軌壓力持續(xù)穩(wěn)定在測試工況目標(biāo)軌壓值10秒后，打開噴油測試量杯 收集規(guī)定次數(shù)的噴油量。步驟4、將實際噴油量和該工況的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以確定噴油器是否堵塞或損 壞、及同時控制軌壓穩(wěn)定。本發(fā)明的軌壓控制采用前端閉環(huán)控制，測試工況的目標(biāo)軌壓為控制算法的輸入， 軌壓傳感器采集的軌壓值為算法反饋值，輸出油泵比例閥開度。在軌壓控制過程中，采用 PID算法和軌壓變化速率模糊控制算法對電壓PWM及電流大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)油泵比例閥， 進(jìn)而調(diào)節(jié)柴油機的共軌，從而調(diào)節(jié)噴油器壓力，在該過程中，軌壓傳感器對柴油機共軌軌壓進(jìn)行采集，并將采集的軌壓作為反饋值傳送到軌壓控制單元，其控制原理如圖3所示。當(dāng)軌壓調(diào)節(jié)至目標(biāo)軌壓附近時，軌壓的波動主要由噴油器噴油引起，也受噴油器 回油、油溫等因素影響。軌壓波動幅度由軌壓和噴油脈寬決定，軌壓越大噴油器打開和關(guān)閉 瞬間壓力波動越大，噴油脈寬越長，軌壓波動也越大。如圖4所示，其中位于圖上方的曲線 為軌壓傳感器對應(yīng)的電壓值，軌壓越高電壓越大，下方線段為噴油器電流波形，當(dāng)噴油器打 開瞬間，共軌壓力在延遲0. 5ms后急速下降，當(dāng)噴油器關(guān)閉瞬間，延遲0. 5ms后軌壓又急速 上升，之后做短時間震蕩?？刂扑惴▽娪秃髩毫Σ▌幼稣{(diào)節(jié)，將軌壓快速穩(wěn)定到目標(biāo)軌壓 值，備下一次噴油。本發(fā)明中，噴油器的噴油量測試精度主要取決于共軌軌壓的穩(wěn)定精度，在噴油量 測過程中，共軌軌壓越穩(wěn)定，對實際測量的噴油量平均值越精確，因此共軌軌壓的控制對系 統(tǒng)的性能起決定性作用。在本發(fā)明中，步驟2的共軌軌壓控制包括三個階段(如圖5所示)， 其分別為軌壓啟動階段、軌壓上升階段、及軌壓維持階段；軌壓啟動階段為油泵比例閥從 全關(guān)到軌壓出現(xiàn)上升的調(diào)節(jié)過程，軌壓上升階段為軌壓從開始上升到達(dá)目標(biāo)軌壓的調(diào)節(jié)過 程，軌壓維持階段為軌壓上升到目標(biāo)軌壓并維持目標(biāo)軌壓的調(diào)節(jié)過程。其中，在所述在軌壓 啟動階段中，主要通過對模糊項進(jìn)行計算，以調(diào)節(jié)油泵比例閥占空比，盡快達(dá)到啟動軌壓， 減少測試等待時間；在軌壓上升階段中，主要對模糊項進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)軌壓按設(shè)定速度勻速 上升，將目標(biāo)軌壓分為多個階段，根據(jù)實際測試情況對每個階段的模糊表進(jìn)行標(biāo)定和調(diào)節(jié)； 由于對軌壓精度要求較高，在軌壓維持階段中，主要對PID算法中的I項進(jìn)行調(diào)節(jié)，以在較 小范圍內(nèi)調(diào)整軌壓的精確，同時考慮壓力安全增加軌壓保護(hù)項調(diào)節(jié)。本發(fā)明采用的PID算 法即PI算法和D項模糊控制綜合算法，其可以適應(yīng)不同階段調(diào)節(jié)要求。P項控制壓力的輸 出與輸入誤差信號成比例關(guān)系，I項消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高軌壓精度，模糊D項調(diào)節(jié)軌壓變化 速率，對軌壓變化過快或過慢起調(diào)節(jié)作用，保護(hù)項主要用于最高工況下保證壓力過高達(dá)到 安全閥打開壓力或過高損壞高壓油管或連接器件。如圖6所示，通過測試和調(diào)試，對算法各項進(jìn)行修正，本發(fā)明所采用的綜合的軌壓 算法對軌壓穩(wěn)定起到較好的效果，壓力精度可達(dá)到士0. 5MPA。綜上所述，本發(fā)明所提供的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)及其系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方 法，其系統(tǒng)內(nèi)軌壓控制采用前端閉環(huán)控制，通過PI算法和D項模糊控制綜合算法的方法，適 應(yīng)不同階段調(diào)節(jié)要求，對軌壓穩(wěn)定起到較好的效果，壓力精度可達(dá)到士0. 5MPA。以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù) 構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明后附的權(quán)利 要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)，其特征在于，包括一油箱、電控高壓油泵、與該電控高壓油泵電性連接的電機、一共軌、噴油器、及分別與油箱、電控高壓油泵、電機、共軌、噴油器相聯(lián)系的軌壓控制單元，該電控高壓油泵與油箱之間連接有一回油管，共軌與電控高壓油泵及噴油器之間均通過一高壓油管相連通，電機帶動電控高壓油泵將燃油從油箱傳入共軌，該共軌與電控高壓油泵之間設(shè)有一油泵比例閥以控制進(jìn)入共軌的油量，共軌上還設(shè)有一軌壓傳感器與軌壓控制單元電性聯(lián)系，噴油器一端通過油管分別與油箱及電控高壓油泵連接。
2.如權(quán)利要求1所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)，其特征在于，所述油箱內(nèi)設(shè)有一 加熱棒、溫度傳感器、及一液位傳感器，該加熱棒、溫度傳感器、及一液位傳感器均通過軌壓 控制單元進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求1所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)，其特征在于，所述電控高壓油泵 上設(shè)有油泵輸出口，一高壓油管通過該油泵輸出口將電控高壓油泵與共軌相連通；該電控 高壓油泵與油箱之間的回油管上設(shè)有一濾清器。
4.如權(quán)利要求1所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)，其特征在于，所述共軌一端設(shè)有 一共軌安全閥，共軌上設(shè)有共軌安全閥的一端通過一油管與從噴油器一端引出的油管相連
5.如權(quán)利要求1所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)，其特征在于，所述噴油器一側(cè)還 設(shè)有一噴油測試量杯。
6.如權(quán)利要求1所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)，其特征在于，所述軌壓控制單元 還電性連接一緊急制動閥，該緊急制動閥分別與軌壓傳感器、溫度傳感器、及液位傳感器電 性聯(lián)系。
7.一種柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1、軌壓控制單元控制電機運轉(zhuǎn)和打開噴油器，逐步建立共軌軌壓；步驟2、采用前端閉環(huán)控制的軌壓控制方法，通過PID算法和軌壓變化速率模糊控制算 法對軌壓進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，將軌壓快速穩(wěn)定到目標(biāo)軌壓值；步驟3、當(dāng)共軌壓力持續(xù)穩(wěn)定在測試工況目標(biāo)軌壓值10秒后，打開噴油測試量杯收集 規(guī)定次數(shù)的噴油量；步驟4、將實際噴油量和該工況的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以確定噴油器是否堵塞或損壞、及 同時控制軌壓穩(wěn)定。
8.如權(quán)利要求7所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方法，其特征在于， 所述步驟2中，共軌軌壓控制包括三個階段，其分別為軌壓啟動階段、軌壓上升階段、及軌 壓維持階段；軌壓啟動階段為油泵比例閥從全關(guān)到軌壓出現(xiàn)上升的調(diào)節(jié)過程，軌壓上升階 段為軌壓從開始上升到達(dá)目標(biāo)軌壓的調(diào)節(jié)過程，軌壓維持階段為軌壓上升到目標(biāo)軌壓并維 持目標(biāo)軌壓的調(diào)節(jié)過程。
9.如權(quán)利要求8所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方法，其特征在于， 所述在軌壓啟動階段中，通過對模糊項進(jìn)行計算，以調(diào)節(jié)油泵比例閥占空比，盡快達(dá)到啟動 軌壓，減少測試等待時間；在軌壓上升階段中，對模糊項進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)軌壓按設(shè)定速度勻 速上升；在軌壓維持階段中，對PID算法中的I項進(jìn)行調(diào)節(jié)，以調(diào)整軌壓的精確，同時為壓力 安全增加軌壓保護(hù)項調(diào)節(jié)。
10.如權(quán)利要求7所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方法，其特征在于， 所述步驟2中，在軌壓控制過程中，采用PID算法和軌壓變化速率模糊控制算法對電壓PWM 及電流大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)油泵比例閥，進(jìn)而調(diào)節(jié)柴油機的共軌，從而調(diào)節(jié)噴油器壓力，在 該過程中，軌壓傳感器對柴油機共軌軌壓進(jìn)行采集，并將采集的軌壓作為反饋值傳送到軌 壓控制單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統(tǒng)及其系統(tǒng)內(nèi)軌壓的控制方法，該方法包括步驟1、軌壓控制單元控制電機運轉(zhuǎn)和打開噴油器，逐步建立共軌軌壓；步驟2、采用前端閉環(huán)控制的軌壓控制方法，通過PID算法和軌壓變化速率模糊控制算法對軌壓進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，將軌壓快速穩(wěn)定到目標(biāo)軌壓值；步驟3、當(dāng)共軌壓力持續(xù)穩(wěn)定在測試工況目標(biāo)軌壓值10秒后，打開噴油測試量杯收集規(guī)定次數(shù)的噴油量；步驟4、將實際噴油量和該工況的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以確定噴油器是否堵塞或損壞、及同時控制軌壓穩(wěn)定。本發(fā)明采用PI算法和D項模糊控制綜合算法的方法，適應(yīng)不同階段調(diào)節(jié)要求，對軌壓穩(wěn)定起到較好的效果，壓力精度可達(dá)到±0.5MPa。
文檔編號F02M65/00GK101968018SQ20101025216
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者劉均, 姜建華, 李春 申請人:深圳市元征軟件開發(fā)有限公司