專利名稱：柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種油量管理控制系統(tǒng)及方法，尤其是一種柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)及方法，屬于柴油機油量控制的技術領域。
背景技術：
柴油機以其良好的經濟性、動力性和可靠性而成為各類車輛的主要動力。近年來隨著柴油機新技術的發(fā)展，電控技術對于柴油機的動力性、經濟性、操控性、振動和噪聲、配套部件的協調、與所驅動設備(車輛)的一體化融合等傳統(tǒng)技術指標的改進和新技術項目的發(fā)展都有重要和深遠的意義。在現有的柴油機電控技術中，基于扭矩管理的柴油機控制算法主要考慮減輕與外部系統(tǒng)扭矩的匹配難度，采用扭矩作為柴油機電控單元與整車變速箱電控單元、整車電控單元等各控制節(jié)點的接口，有利于形成整車網絡。但是在整車系統(tǒng)不存在多個電控單元之間需要扭矩切換計算的情況下，采用基于扭矩管理的柴油機控制算法會增加開發(fā)復雜度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)及方法，其結構簡單緊湊，油量控制精度高，適用性好，安全可
O按照本發(fā)明提供的技術方案，所述柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)，包括供油閥及用于驅動控制所述供油閥工作狀態(tài)的電子控制單元；所述電子控制單元與用于檢測柴油機狀態(tài) 及環(huán)境狀態(tài)的傳感器模組連接，所述傳感器模組包括曲軸位置傳感器、油門踏板傳感器、大氣壓力傳感器、冷卻液溫度傳感器及燃油溫度傳感器；所述電子控制單元內預存儲有外特性循環(huán)噴油量曲線，所述外特性循環(huán)噴油量曲線包括起動階段外特性循環(huán)噴油量曲線及運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線；在柴油機初始起動階段，電子控制單元根據冷卻液溫度傳感器檢測的冷卻液溫度值對起動階段外特性循環(huán)噴油量曲線進行修正，得到目標起動外特性循環(huán)噴油量曲線；電子控制單元通過曲軸位置傳感器檢測的曲軸位置信號得到柴油機起動階段轉速，電子控制單元根據所述柴油機起動階段轉速與目標起動外特性循環(huán)噴油量曲線得到目標起動循環(huán)噴油量，且電子控制單元根據柴油機起動階段轉速得到起動階段目標軌壓值，電子控制單元根據目標起動循環(huán)噴油量及起動階段目標軌壓值得到并向供油閥輸出的第一脈沖驅動信號，以使得供油閥在所述第一脈沖驅動信號驅動下得到所需的目標起動循環(huán)噴油量；在柴油機運行階段，電子控制單元根據大氣壓力傳感器檢測的大氣壓力值及燃油溫度傳感器檢測的燃油溫度值對運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線進行修正，得到目標運行外特性循環(huán)噴油量曲線；電子控制單元根據曲軸位置傳感器檢測的曲軸位置信號得到柴油機運行階段轉速，電子控制單元根據所述柴油機運行階段轉速及油門踏板傳感器檢測的油門踏板開度信號與目標運行外特性循環(huán)噴油量曲線得到目標運行循環(huán)噴油量，電子控制單元根據柴油機運行階段轉速及目標運行循環(huán)噴油量得到運行階段目標軌壓值，且電子控制單元根據目標運行循環(huán)噴油量及運行階段目標軌壓值得到并向供油閥輸出的第二脈沖信號，以使得供油閥在所述第二脈沖驅動信號驅動下得到所需的目標運行外特性循環(huán)噴油量。在柴油機怠速階段，電子控制單元根據大氣壓力傳感器檢測的大氣壓力值及燃油溫度傳感器檢測的燃油溫度值對運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線進行修正，得到目標怠速外特性循環(huán)噴油量曲線；電子控制單元根據曲軸位置傳感器檢測的曲軸位置信號得到柴油機怠速階段轉速，電子控制單元將柴油機怠速階段轉速與電子控制單元內預設的目標怠速轉速進行比較，并根據所述柴油機怠速階段轉速與目標怠速轉速的比較結果自動調節(jié)怠速階段油門踏板開度，電子控制單元根據所述柴油機怠速階段轉速及柴油機怠速階段油門踏板開度與目標怠速外特性循環(huán)噴油量曲線得到目標怠速循環(huán)噴油量，電子控制單元根據柴油機怠速階段轉速及目標怠速循環(huán)噴油量得到怠速階段目標軌壓值；電子控制單元根據目標怠速循環(huán)噴油量及怠速階段目標軌壓值得到并向供油閥輸出的第三脈沖信號；以將柴油機怠速階段轉速維持在目標怠速轉速。在柴油機運行階段，在得到目標運行循環(huán)噴油量后，電子控制單元對所述目標運行循環(huán)噴油量進行平滑處理，以使得柴油機中缸體噴油的平滑過渡。所述電子控制單元對目標運行外特性循環(huán)噴油量進行平滑處理的過程為:
權利要求
1.一種柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)，包括供油閥(10)及用于驅動控制所述供油閥(10)工作狀態(tài)的電子控制單元(9);其特征是:所述電子控制單元(9 )與用于檢測柴油機狀態(tài)及環(huán)境狀態(tài)的傳感器模組(8 )連接，所述傳感器模組(8 )包括曲軸位置傳感器(11)、油門踏板傳感器(12)、大氣壓力傳感器(13)、冷卻液溫度傳感器(14)及燃油溫度傳感器(15);所述電子控制單元(9)內預存儲有外特性循環(huán)噴油量曲線，所述外特性循環(huán)噴油量曲線包括起動階段外特性循環(huán)噴油量曲線及運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線； 在柴油機初始起動階段，電子控制單元(9)根據冷卻液溫度傳感器(14)檢測的冷卻液溫度值對起動階段外特性循環(huán)噴油量曲線進行修正，得到目標起動外特性循環(huán)噴油量曲線；電子控制單元(9)通過曲軸位置傳感器(11)檢測的曲軸位置信號得到柴油機起動階段轉速，電子控制單元(9)根據所述柴油機起動階段轉速與目標起動外特性循環(huán)噴油量曲線得到目標起動循環(huán)噴油量，且電子控制單元(9)根據柴油機起動階段轉速得到起動階段目標軌壓值，電子控制單元(9)根據目標起動循環(huán)噴油量及起動階段目標軌壓值得到并向供油閥(10)輸出的第一脈沖驅動信號，以使得供油閥(10)在所述第一脈沖驅動信號驅動下得到所需的目標起動循環(huán)噴油量； 在柴油機運行階段，電子控制單元(9)根據大氣壓力傳感器(13)檢測的大氣壓力值及燃油溫度傳感器(15)檢測的燃油溫度值對運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線進行修正，得到目標運行外特性循環(huán)噴油量曲線；電子控制單元(9 )根據曲軸位置傳感器(11)檢測的曲軸位置信號得到柴油機運行階段轉速，電子控制單元(9)根據所述柴油機運行階段轉速及油門踏板傳感器(12)檢測的油門踏板開度信號與目標運行外特性循環(huán)噴油量曲線得到目標運行循環(huán)噴油量，電子控制單元(9)根據柴油機運行階段轉速及目標運行循環(huán)噴油量得到運行階段目標軌壓值，且電子控制單元(9)根據目標運行外特性循環(huán)噴油量及運行階段目標軌壓值得到并向供油閥(10)輸出的第二脈沖信號，以使得供油閥(10)在所述第二脈沖驅動信號驅動下得到所需的目標運行循環(huán)噴油量。
2.根據權利要求1所述的柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)，其特征是:在柴油機怠速階 段，電子控制單元(9)根據大氣壓力傳感器(13)檢測的大氣壓力值及燃油溫度傳感器(15)檢測的燃油溫度值對運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線進行修正，得到目標怠速外特性循環(huán)噴油量曲線；電子控制單元(9)根據曲軸位置傳感器(11)檢測的曲軸位置信號得到柴油機怠速階段轉速，電子控制單元(9)將柴油機怠速階段轉速與電子控制單元(9)內預設的目標怠速轉速進行比較，并根據所述柴油機怠速階段轉速與目標怠速轉速的比較結果自動調節(jié)怠速階段油門踏板開度，電子控制單元(9)根據所述柴油機怠速階段轉速及柴油機怠速階段油門踏板開度與目標怠速外特性循環(huán)噴油量曲線得到目標怠速循環(huán)噴油量，電子控制單元(9)根據柴油機怠速階段轉速及目標怠速循環(huán)噴油量得到怠速階段目標軌壓值； 電子控制單元(9)根據目標怠速循環(huán)噴油量及怠速階段目標軌壓值得到并向供油閥(10)輸出的第三脈沖信號，以將柴油機怠速階段轉速維持在目標怠速轉速。
3.根據權利要求1所述的柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)，其特征是:在柴油機運行階段，在得到目標運行循環(huán)噴油量后，電子控制單元(9)對所述目標運行循環(huán)噴油量進行平滑處理，以使得柴油機中缸體噴油的平滑過渡。
4.根據權利要求3所述的柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)，其特征是:所述電子控制單元(9)對目標運行循環(huán)噴油量進行平滑處理的過程為:
5.根據權利要求1所述的柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)，其特征是:在柴油機停機階段，電子控制單元(9)使得供油閥(10)輸出的循環(huán)噴油量為零。
6.一種柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制方法，其特征是，所述油量管理控制方法包括如下步驟: (a)、柴油機起動，電子控制單元(9)根據冷卻液溫度傳感器(12)檢測的冷卻液溫度值對電子控制單元(9)內的起動階段外特性循環(huán)噴油量曲線進行修正，得到目標起動外特性循環(huán)噴油量曲線； (b)、電子控制單元(9)通過曲軸位置傳感器(11)檢測的曲軸位置信號得到柴油機起動階段轉速，電子控制單元(9)根據所述柴油機起動階段轉速與目標起動外特性循環(huán)噴油量曲線得到目標起動循環(huán)噴油量，且電子控制單元(9)根據柴油機起動階段轉速得到起動階段目標軌壓值，電子控制單元(9)根據目標起動循環(huán)噴油量及起動階段目標軌壓值得到并向供油閥(10)輸出第一脈沖驅動信號，以使得供油閥(10)在所述第一脈沖驅動信號驅動下得到所需的目標起動循環(huán)噴油量； (C)、柴油機進入運行階段后，電子控制單元(9)根據大氣壓力傳感器(13)檢測的大氣壓力值及燃油溫度傳感器(15)檢測的燃油溫度值對運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線進行修正，得到目標運行外特性循環(huán)噴油量曲線； (d)、電子控制單元(9)根據曲軸位置傳感器(11)檢測的曲軸位置信號得到柴油機運行階段轉速，電子控制單元(9)根據所述柴油機運行階段轉速及油門踏板傳感器(12)檢測的油門踏板開度信號與目標運行外特性循環(huán)噴油量曲線得到目標運行循環(huán)噴油量，電子控制單元(9)根據柴油機運行階段轉速及目標運行循環(huán)噴油量得到運行階段目標軌壓值，且電子控制單元(9)根據目標運行循環(huán)噴油量及運行階段目標軌壓值得到并向供油閥(10)輸出第二脈沖信號，以使得供油閥(10)在所述第二脈沖驅動信號驅動下得到所需的目標運行循環(huán)噴油量。
7.根據權利要求6所述的柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制方法，其特征是，所述步驟(d)中，在柴油機運行階段，在得到目標運行循環(huán)噴油量后，電子控制單元(9)對所述目標運行循環(huán)噴油量進行平滑處理，以使得柴油機中缸體噴油的平滑過渡； 所述電子控制單元(9)對目標運行循環(huán)噴油量進行平滑處理的過程為:Qstpsvm = (Qeas - Qoe^t ) X ^ p ^ Act ^ NUt )xKi'-> ' Qstp ~ Qstpsum Z 3, Qd&s _ QDesLsr + QStp 其中，Qstpsum為噴油量濾波總步長，QBaS為目標運行循環(huán)噴油量，QDesLst為前一次平滑后目標運行循環(huán)噴油量，Kp為油量項系數，NArt為柴油機運行階段轉速,Nm為前一次柴油機運行階段轉速，Ki為轉速項系數，Qstp為噴油量濾波單次步長，Qltes為平滑后目標運行循環(huán)噴油量。
8.根據權利要求6所述的柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制方法，其特征是，所述步驟(a)中，電子控制單元(9)對起動階段外特性循環(huán)噴油量曲線進行修正的方法為:{QdntCor - Qcapbas X [Clni ^^ClnMci)， QCapFlCor — ^Caphm + QC In tCor， 其中，Qclntcor為冷卻液溫度對外特性油量的修正量，Qcapbas為起動階段外特性循環(huán)噴油量曲線上相應的循環(huán)噴油量，Kclnt為冷卻液溫度修正系數，Tclntstd為標準冷卻液溫度，Tantikt為實測冷卻液溫度，QcapFlcor為目標起動外特性循環(huán)噴油量曲線上相應的循環(huán)噴油量。
9.根據權利要求6所述的柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制方法，其特征是，所述步驟(c )中，電子控制單元(9)對運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線進行修正的方法包括如下步驟: (Cl)、右 PAirAct ^ ^AirStdJ QAPCor ; (。2)、右 PAirLo〈PAirAct〈PAirStd，則 QaPCot ^Capbas ^ ^AP ^ ^AirAct ^AorSrd^ ; (。3)、右 PAirAct ^ ^AirLoJ ^APCor ^Capbas ^ ^AP ^ ^AirLo ^AirStd^ ; (。4)、右 TFLAct ^ ^ TFLHi, QFLcor-Qcapbas X Kfl X (TFLH廠TFLSd)； (C5)、右 TFLLo〈TFLAct〈TFLHi, QFLCor-Qcapbas XKflX (TFLAct_TFLStd)； (c6)、右 TFLAct ^ TFLLo, Qflcot — Qcapbas X Kfl X (TFLLo_TFLStd)； (c7)、QcapFLcor-Qcapbas+QAPCor+QFLCor ; 其中，PAirtc；t為實測大氣壓力，PAMtd為標準大氣壓力，ΡΜΛ。為大氣壓力下限，TFLAct為實測燃油溫度，Tfllo為燃油溫度下限，TFLHi為燃油溫度上限，TFLStd為標準燃油溫度，Qapcot為大氣壓力對運行階段外特性循環(huán)噴油量的修正量，QFLCor為燃油溫度對運行階段外特性循環(huán)噴油量的修正量，Qeapbas為運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線上相應的循環(huán)噴油量值，Kap為大氣壓力修正系數，Kfl為燃油溫度修正系數，QCapFLCor為目標運行外特性循環(huán)噴油量曲線上相應的循環(huán)噴油量。
10.根據權利要求6所述的柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制方法，其特征是，所述步驟(d)中，電子控制單元(9)根據曲軸位置傳感器(11)檢測的曲軸位置信號得到柴油機運行階段轉速，電子控制單元(9)根據所述柴油機運行階段轉速及油門踏板傳感器(12)檢測的油門踏板開度信號與目標運行外特性循環(huán)噴油量曲線得到目標運行循環(huán)噴油量的方法為:N1=N^RpedX (Nb-Na)； N2 = N_x+RpedX (Nbmax-Namax)；右 NAct ≤N1, Qbas=QAct ；若 N1KN2, Qbas=Q1 X (N2-NAct) / (N2-N1)； 右 NAet≥ N2, Qbas=O ；其中，Na、Nb、Namax, Nbfflax為標定常量，Rped為油門踏板開度，NAct柴油機運行階段轉速，Q1為根據N1查運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線得到的循環(huán)噴油量值，QAct為根據NArt查運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線得到的外特性循環(huán)噴油量值，Qbas為目標運行循環(huán)噴油量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)及方法，屬于柴油機油量控制的技術領域。按照本發(fā)明提供的技術方案，所述柴油機電控蓄壓分配式共軌系統(tǒng)的油量管理控制系統(tǒng)，包括供油閥及用于驅動控制所述供油閥工作狀態(tài)的電子控制單元；所述電子控制單元與用于檢測柴油機狀態(tài)及環(huán)境狀態(tài)的傳感器模組連接，所述傳感器模組包括曲軸位置傳感器、油門踏板傳感器、大氣壓力傳感器、冷卻液溫度傳感器及燃油溫度傳感器；所述電子控制單元內預存儲有外特性循環(huán)噴油量曲線，所述外特性循環(huán)噴油量曲線包括起動階段外特性循環(huán)噴油量曲線及運行階段外特性循環(huán)噴油量曲線。本發(fā)明結構簡單緊湊，油量控制精度高，適用性好，安全可靠。
文檔編號F02D41/38GK103161594SQ20131006647
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權日2013年3月1日
發(fā)明者王亞偉, 李剛, 雷云路 申請人:無錫威孚高科技集團股份有限公司