CN102192034A - 一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，包括：1)设置发动机传感器、喷油器和管理模块，管理模块中有油量模块、油量修正数组；油量修正数组含有两行数据，第一行为标定点油量，第二行为对应各标定点油量的修正信息，是16位Bit的数据；2)油量模块计算得到各喷油器的未修正前油量；3)管理模块以未修正前油量为输入，从对应的油量修正数组中得到与该输入油量最接近的标定点油量和修正油量；4)以得到的未修正前油量为输入，以对应标定点油量和修正油量为已知量，进行线性插值计算得到与输入油量对应的修正油量；5)将修正油量与未修正前油量相加，得到最终修正后油量。本发明以油量为输入确定修正油量，更适合于喷射油量与转速无关的共轨系统，具有更好的修正效果。

Description

一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法

技术领域

本发明涉及一种电控柴油机喷油控制方法及系统，特别是关于共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法。

背景技术

现阶段电控柴油机多采用电磁阀作为燃油喷射系统执行器，如电控单体泵柴油机中的泵端电磁阀和共轨柴油机中的电控喷油器电磁阀。该类电磁阀执行器受控于驱动电流：当驱动电流为零时，电磁力也为零，电磁阀中的阀杆在回位弹簧的作用下一直处于初始位置；当驱动电流较高时，在驱动电流产生的电磁力的作用下，阀杆克服弹簧力开始运动，脱离初始位置直至达到工作位置。通过油道设计，可利用电磁阀阀杆位置的不同，控制燃油通道的导通和阻断，进而控制燃油喷射的开始时刻和结束时刻。在此基础上，发动机控制系统结合相位信号可最终实现对燃油喷射定时和喷射脉宽的精确控制。相对机械式燃油喷射系统，采用电磁阀执行器的电控燃油喷射系统具有响应时间短、控制精度高、控制参数灵活可调等优点。

受到环境变化、原材料差异等可变因素的影响，批量生产的电磁阀执行器都存在一定差异，进而导致相同的控制条件下各电磁阀对应的喷射定时和喷射脉宽也不相同。在怠速、外特性区间等对发动机控制精度要求较高的工况，电磁阀个体之间的差异将显著影响发动机性能。因此，为进一步改善发动机性能，需要对电磁阀个体之间的差异进行修正，使所有电磁阀都具有非常接近的特性。目前对电磁阀差异的修正主要集中在油量特性上。现阶段喷油器的修正方法主要根据转速确定，即以转速为主要输入确定修正油量。但是由于共轨系统中轨压可独立控制，与转速无关，因此该方法不适用于共轨系统。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够适用于共轨柴油机系统的喷油器电磁阀修正方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1)设置一包括发动机传感器、喷油器和发动机管理模块的控制系统，在发动机管理模块中预设有油量模块、与各喷油器对应的油量修正数组，以及用以计算修正油量的线性插值算法；所述油量修正数组含有两行数据，第一行数据为标定点油量，第二行数据为对应各标定点油量的修正信息，是一个16位Bit的数据；

2)油量模块根据传感器传递的发动机状态信息，计算得到各喷油器的未修正前油量；

3)对各喷油器，发动机管理模块以未修正前油量为输入，从对应的油量修正数组第一行中得到与该输入油量最接近的标定点油量，从第二行数据中计算得到对应所述标定点油量的修正油量；

4)对各喷油器，以步骤2)中得到的未修正前油量为输入，以步骤3)中得到的对应标定点油量和对应修正油量为已知量，进行线性插值计算得到与输入油量对应的修正油量；

5)对各喷油器，将修正油量与未修正前油量相加，得到最终修正后油量信息。

所述传感器的测量信号为发动机状态信号，包括发动机转速、油门开度位置、冷却液温度。

所述标定点油量为喷油器在各关键运行工况的理论喷射油量，包括喷油器最小喷油量、喷油器最大喷油量、发动机怠速喷油量、发动机最大转矩点喷油量、发动机标定功率点喷油量、发动机排放点喷油量。

所述步骤3)中，如果输入的未修正前油量小于修正油量数组中的最小标定点油量，则与该输入油量最接近的标定点油量为该最小标定点油量；如果输入的未修正前油量大于修正油量数组中的最大标定点油量，则与该输入油量最接近的标定点油量为该最大标定点油量；如果输入的未修正前油量等于修正油量数组中的某个标定点油量，则与该输入油量最接近的标定点油量为该相等的标定点油量；如果以上条件都不符合，则与该输入的未修正前油量最接近的标定点油量有两个，一个是所有小于该输入油量的标定点油量中最大的标定点油量，一个是所有大于该输入油量的标定点油量中最小的标定点油量。

所述步骤3)中，对应标定点油量的修正油量计算方法如下：低位的8个Bit表示该标定点最大修正油量，具体数值等于0.1mg乘低8位Bit表示的数值；高位的8个Bit表示修正系数，实际修正系数的具体数值等于高8位Bit表示的数值减去100的差除以100；修正油量等于实际修正系数乘以最大修正油量。

各标定点对应最大修正油量大于对应的修正油量且小于25.5mg。

所述油量修正信息中的高8位Bit取值范围为0～200，使得实际修正系数取值范围在-1～1。

所述步骤4)中，如果与输入油量最接近的标定点油量只有一个，则该输入油量对应的修正油量等于该标定点油量对应的修正油量；如果与输入油量最接近的标定点油量有两个，则分别计为标定点油量1和标定点油量2，对应修正油量分别记为修正油量1和修正油量2，则所述线性插值计算如下：

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于以油量为输入确定修正油量，与转速无关，所以更适合于喷射油量与转速无关的共轨系统，使其具有更好的修正效果。2、由于各个标定点油量的修正信息只为16位Bit，占用存储空间较小，所以便于计算及存储，扩大了修正算法的应用范围。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是本发明的油量修正数组示意；

图3是本发明的修正信息示意图；

图4是本发明的一个实施过程的修正数组图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明的共轨柴油机喷油器系统包括发动机10和发动机管理模块20。发动机10中包括若干个传感器11₁、11₂......11_n和若干个喷油器12₁、12₂......12_n。传感器11₁、11₂......11_n的测量信号为发动机状态信号13₁、13₂......13_n，可能为发动机转速、油门开度位置、冷却液温度等；喷油器12₁、12₂......12_n的控制信号为对应的最终喷射油量信号25₁、25₂......25_n。发动机管理模块20中预设有发动机油量模块21，喷油器12₁油量修正数组、喷油器12₂油量修正数组......喷油器12_n油量修正数组，以及与各油量修正数组对应的线性插值算法模块24。油量模块21以发动机状态信号13₁、13₂......13_n为输入，输出为各喷油器的未修正前油量21₁、21₂......21_n。各喷油器油量修正数组以未修正前油量21₁、21₂......21_n为输入，输出为与输入油量最接近的标定点油量22₁、22₂......22_n，以及对应标定点油量的修正油量23₁、23₂......23_n。线性插值算法模块24以标定点油量22₁、22₂......22_n，修正油量23₁、23₂......23_n和未修正前油量21₁、21₂......21_n为输入，进行线性插值计算后得到输出修正油量24₁、24₂......24_n。最后未修正前油量21₁、21₂......21_n与修正油量24₁、24₂......24_n相加得到修正后的最终喷射油量信号25₁、25₂......25_n。

如图2所示，每一个喷油器油量修正数组都包括两行数据，第一行数据为各标定点油量，记为标定油量1、标定点油量2......标定点油量n，第二行数据为对应各标定点油量的修正信息，记为修正信息1、修正信息2......修正信息n，每一个修正信息是一个16位Bit的数据。

如图3所示，喷油器油量修正数组中的修正信息包括两部分内容：修正系数和最大修正油量。最大修正油量为低位的8个Bit，用于表示该标定点修正油量的最大范围，实际的最大修正油量由0.1mg乘低8位Bit表示的数值而得到；修正系数为高位的8个Bit，其取值范围为0～200，实际的修正系数由高8位Bit表示的数值减去100，所得差再除以100而得到，最终计算得到的实际修正系数取值范围为-1～1。

利用上述的喷油器系统对喷油器电磁阀进行修正方法为：

1)设置一包括传感器、喷油器和发动机管理模块的控制系统，在发动机管理模块中预设有一油量模块、与各喷油器一一对应的多个油量修正数组，以及线性插值算法；每个喷油器的油量修正数组都含有两行数据，第一行数据为标定点油量，标定点油量为喷油器在各关键运行工况的理论喷射油量，标定点油量应视需要确定，通常应包括喷油器最小喷油量、喷油器最大喷油量、发动机怠速喷油量、发动机最大转矩点喷油量、发动机标定功率点喷油量、发动机排放点喷油量等关键运行工况对应油量；第二行数据为对应各标定点油量的修正信息，该修正信息是一个16位Bit的数据；

2)油量模块根据传感器传递的发动机状态信息，计算得到各喷油器的未修正前油量，油量模块的计算过程为常规计算，根据转速、油门得到基本值，再根据水温、大气压力等修正，总的来说，未修正前油量是发动机管理系统的输出量；

3)对各喷油器，发动机管理模块以未修正前油量为输入，从对应的油量修正数组第一行中得到与该输入油量最接近的标定点油量，从第二行数据中得到对应所述标定点油量的修正油量；

4)对各喷油器，以步骤2)中得到的未修正前油量为输入，以步骤3)中得到的对应标定点油量和对应修正油量为已知量，进行线性插值计算得到输入油量对应的修正油量；

5)对各喷油器，将修正油量与未修正前油量相加，得到最终修正后油量信息。

进行3)、4)步骤运算的过程中，运算规则是：如果输入的未修正前油量小于修正油量数组中的最小标定点油量，则与该输入油量最接近的标定点油量为该最小标定点油量；如果输入的未修正前油量大于修正油量数组中的最大标定点油量，则与该输入油量最接近的标定点油量为该最大标定点油量；如果输入的未修正前油量等于修正油量数组中的某个标定点油量，则与该输入油量最接近的标定点油量为该相等的标定点油量；如果以上条件都不符合，则与该输入的未修正前油量最接近的标定点油量有两个，一个是所有小于该输入油量的标定点油量中最大的标定点油量，一个是所有大于该输入油量的标定点油量中最小的标定点油量。

上述油量修正数组中的16位Bit修正信息定义如下：低位的8个Bit表示该标定点最大修正油量，高位的8个Bit表示修正系数，油量修正信息中的高8位Bit取值范围为0～200，这一限值可将实际修正系数取值范围限值在-1～1之间。修正油量等于实际修正系数乘以最大修正油量。

对应标定点油量的修正油量计算方法如下：最大修正油量具体数值等于0.1mg乘低8位Bit表示的数值；实际修正系数的具体数值等于高8位Bit表示的数值减去100的差除以100。最大修正油量与修正系数可利用对应喷油器在专用喷射油量测量设备上测试、计算得到，各标定点对应最大修正油量可自由选取，但应大于对应修正油量且小于25.5mg，各标定点修正系数等于对应修正油量除以对应最大修正油量。

步骤4)中，如果与输入油量最接近的标定点油量只有一个，则该输入油量对应的修正油量等于该标定点油量对应的修正油量；如果与输入油量最接近的标定点油量有两个，则分别计为标定点油量1和标定点油量2，对应修正油量分别记为修正油量1和修正油量2，则所述线性插值计算如下：

下面通过一个具体实施例来对本发明驱动方法进行详细的描述。

该修正算法的实际应用过程如图4所示。假设油量模块计算得到的喷油器12₁的未修正前油量为23mg，对应的油量修正数组如图中所示。通过计算得到，与输入油量23mg最接近的标定点油量为15mg和30mg，对应的修正信息分别为26910和25118，二进制表示分别为0110 1001 0001 1110和0110 0010 0001 1110。标定点油量15mg对应的修正油量计算入下：最大修正油量对应低8位Bit为0001 1110，表示的数值为30，对应油量为0.1mg*30，即3mg；修正系数对应高8位Bit为0110 1001，表示的数值为105，实际修正系数为(105-100)*100，即0.05；修正油量为0.05*3mg，即0.15mg。标定点油量数30对应的修正油量计算入下：最大修正油量对应低8位Bit为0001 1110，表示的数值为30，对应油量为0.1mg*30，即3mg；修正系数对应高8位Bit为0110 0010，表示的数值为98，实际修正系数为(98-100)*100，即-0.02；修正油量为-0.02*3mg，即-0.06mg。

插值算法公式如下：

其中输入油量为23mg，标定点油量1为15mg，标定点2油量为30mg，标定点油量1对应的修正油量1为0.15mg，标定点油量2对应的修正油量2为-0.06mg。具体计算过程如下：修正油量＝(23-30)/(15-30)*(0.15--0.06)-0.06＝0.038mg。

最终喷油器1的修正后油量为0.038+23＝23.038mg。

本发明采取油量作为修正油量的决定因素，因而更适应喷射油量与转速无关的共轨系统，从而改善了油量修正效果，使各喷油器的差异进一步减小。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1)设置一包括发动机传感器、喷油器和发动机管理模块的控制系统，在发动机管理模块中预设有油量模块、与各喷油器对应的油量修正数组，以及用以计算修正油量的线性插值算法；所述油量修正数组含有两行数据，第一行数据为标定点油量，第二行数据为对应各标定点油量的修正信息，是一个16位Bit的数据；

2)油量模块根据传感器传递的发动机状态信息，计算得到各喷油器的未修正前油量；

3)对各喷油器，发动机管理模块以未修正前油量为输入，从对应的油量修正数组第一行中得到与该输入油量最接近的标定点油量，从第二行数据中计算得到对应所述标定点油量的修正油量；

4)对各喷油器，以步骤2)中得到的未修正前油量为输入，以步骤3)中得到的对应标定点油量和对应修正油量为已知量，进行线性插值计算得到与输入油量对应的修正油量；

5)对各喷油器，将修正油量与未修正前油量相加，得到最终修正后油量信息。

2.如权利要求1所述的一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于：所述传感器的测量信号为发动机状态信号，包括发动机转速、油门开度位置、冷却液温度。

3.如权利要求1所述的一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于：所述标定点油量为喷油器在各关键运行工况的理论喷射油量，包括喷油器最小喷油量、喷油器最大喷油量、发动机怠速喷油量、发动机最大转矩点喷油量、发动机标定功率点喷油量、发动机排放点喷油量。

4.如权利要求2所述的一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于：所述标定点油量为喷油器在各关键运行工况的理论喷射油量，包括喷油器最小喷油量、喷油器最大喷油量、发动机怠速喷油量、发动机最大转矩点喷油量、发动机标定功率点喷油量、发动机排放点喷油量。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于：所述步骤3)中，如果输入的未修正前油量小于修正油量数组中的最小标定点油量，则与该输入油量最接近的标定点油量为该最小标定点油量；如果输入的未修正前油量大于修正油量数组中的最大标定点油量，则与该输入油量最接近的标定点油量为该最大标定点油量；如果输入的未修正前油量等于修正油量数组中的某个标定点油量，则与该输入油量最接近的标定点油量为该相等的标定点油量；如果以上条件都不符合，则与该输入的未修正前油量最接近的标定点油量有两个，一个是所有小于该输入油量的标定点油量中最大的标定点油量，一个是所有大于该输入油量的标定点油量中最小的标定点油量。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于：步骤3)中，对应标定点油量的修正油量计算方法如下：低位的8个Bit表示该标定点最大修正油量，具体数值等于0.1mg乘低8位Bit表示的数值；高位的8个Bit表示修正系数，实际修正系数的具体数值等于高8位Bit表示的数值减去100的差除以100；修正油量等于实际修正系数乘以最大修正油量。

7.如权利要求6所述的一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于：各标定点对应最大修正油量大于对应的修正油量且小于25.5mg。

8.如权利要求1所述的一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于：所述油量修正信息中的高8位Bit取值范围为0～200，使得实际修正系数取值范围在-1～1。

9.如权利要求6所述的一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于：所述油量修正信息中的高8位Bit取值范围为0～200，使得实际修正系数取值范围在-1～1。

10.如权利要求1所述的一种共轨柴油机喷油器电磁阀修正方法，其特征在于：所述步骤4)中，如果与输入油量最接近的标定点油量只有一个，则该输入油量对应的修正油量等于该标定点油量对应的修正油量；如果与输入油量最接近的标定点油量有两个，则分别计为标定点油量1和标定点油量2，对应修正油量分别记为修正油量1和修正油量2，则所述线性插值计算如下：

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