发明内容
本发明的目的在于提供一种确定电控柴油机异常情况下的输出油量的方法,从而克服了现有技术无法综合所有可能的故障原因后对油量进行调节的缺陷。
为实现上述目的,本发明提供了一种确定电控电控柴油机异常情况下的输出油量的方法,方法包括:获得修正后的限制油量,其包括如下步骤:根据柴油机的转速n计算出外特性限制油量Qec和极限空燃比限制油量QAF;根据柴油机的一种或多种异常情况计算第一油量限制系数λmin;通过公式Qecam=λmin×Qec计算修正后的外特性限制油量Qecam;判断柴油机的排气温度Texhaust是否高于当时工况下的排气温度上限定值,如果是,则通过查找排气温度脉谱插值计算第二油量限制系数λ6;如果排气温度Texhaust不高于当时工况下的上限定值,则第二油量限制系数λ6=1;通过公式QAFam=λ6×QAF计算修正后的极限空燃比限制油量QAFam;以及获得修正后的外特性限制油量和修正后的极限空燃比限制油量中的较小值,作为修正后的限制油量;根据油门开度α和转速n利用调速特性脉谱通过插值计算基本循环油量;获得修正后的限制油量和基本循环油量中的较小值,作为实际输出的循环油量;以及利用实际输出的循环油量,调节电控柴油机的喷油。
优选地,上述技术方案中,获得第一油量限制系数λmin的步骤包括如下步骤:采集柴油机的机油压力Poil,如果机油压力低于机油压力下限定值,通过查找机油压力脉谱插值计算出机油压力过低的油量限制系数λ1;采集柴油机的机油温度Toil,如果机油温度高于机油温度上限定值,通过查找机油温度脉谱插值计算出机油温度过高的油量限制系数λ2;采集柴油机实时的冷却水温Tcoolant,如果冷却水温高于冷却水温上限定值,通过查找冷却水温脉谱插值计算出冷却水温过高的油量限制系数λ3;车辆处于非空挡时,如果采集的冷却水温低于冷却水温下限定值,通过查找冷却水温脉谱插值计算出冷却水温过低的油量限制系数λ4;采集柴油机实时的进气压力Pair,如果进气压力高于进气压力上限定值,通过查找进气压力脉谱插值计算出进气压力过高的油量限制系数,λ5;然后比较机油压力过低的油量限制系数、机油温度过高的油量限制系数、冷却水温过高的油量限制系数、冷却水温过低的油量限制系数、进气压力过高的油量限制系数,取其中最小值作为第一油量限制系数λmin=min(λ1,λ2,λ3,λ4,λ5)。
优选地,上述技术方案中,调速特性脉谱是通过柴油机实时优化标定得到的。
优选地,上述技术方案中,不同工况下的排气温度上限定值、机油压力下限定值、机油温度上限定值、冷却水温上限定值、冷却水温下限定值以及进气压力上限定值以脉谱的形式存储在ECU中。
优选地,上述技术方案中,排气温度上限定值、机油压力下限定值、机油温度上限定值、冷却水温上限定值、冷却水温下限定值以及进气压力上限定值的脉谱是在保证柴油机正常工作的前提下通过实时优化标定得到的。
优选地,上述技术方案中,外特性限制油量和极限空燃比限制油量是分别由ECU根据柴油机实时的转速,通过查找外特性限制油量脉谱插值和极限空燃比限制油量脉谱插值计算得到的。
优选地,上述技术方案中,外特性限制油量脉谱和极限空燃比限制油量脉谱都是通过柴油机实时标定而得到的。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
ECU可以根据采集到的温度和压力等参数计算出不同的油量限制系数,并利用最小的油量限制系数对柴油机油量进行修正,使柴油机在出现故障时,ECU可根据实际情况逐步限制柴油机的油量输出,在保证柴油机仍能工作而不需停机的同时,柴油机可自动修复;当柴油机出现致命故障时,ECU可以加大限制或直接中断柴油机的循环油量的输出,迫使柴油机回到怠速工况或者直接停机;电控柴油机对喷油量的精确调节是其燃油喷射系统的核心技术之一,快速而精确的油量调节不但可以提升柴油机的动力性和经济性,而且可以满足日益严格的排放法规,当出现异常情况时,还可以及时对柴油机进行保护,防止柴油机出现重大故障。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示,否则在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分,而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1示出了本发明的计算方法的框图。首先利用柴油机的控制器软件,根据转速判断柴油机处于哪个工况(起动工况、怠速工况、正常工况和停机工况),然后计算出该转速下的外特性限制油量和极限空燃比限制油量,外特性限制油量是柴油机处于全负荷工况能够使车辆得到最大动力性能时所需要的最大循环喷油量喷油量,极限空燃比限制油量是柴油机到达冒烟极限柴油机的最大循环喷油量。
然后,利用柴油机的控制器软件,根据机油压力、冷却水温、机油温度、进气压力这些参数的测量结果,判断柴油机是否处于针对这些参数的异常情况的保护状态,再针对处于保护状态的参数各自计算油量限制系数,进而综合多个油量限制系数来计算修正后的外特性限制油量;同时,根据排气温度的测量结果,判断柴油机是否处于排气温度过高保护,如果是,则计算排气温度过高时的油量限制系数,进而计算修正后的极限空燃比限制油量。
接着,比较修正后的外特性限制油量和修正后的极限空燃比限制油量,取二者的最小值,得到修正后的限制油量;同时,根据转速和油门开度信息,计算柴油机的基本循环油量。
然后,比较修正后的限制油量和基本循环油量,取二者中的最小值,作为实际输出的循环油量。
根据计算出的实际输出的循环油量,调节电控柴油机的喷油。
图2示出了本发明的确定电控柴油机异常情况下的输出油量的方法的一个实施例,其主要包括以下步骤:
利用曲轴位置传感器采集柴油机曲轴信号以得到柴油机的转速n,根据得到的转速判断柴油机处于哪个工况;然后利用图3所示的外特性限制油量脉谱,根据转速n通过查找插值计算出当前转速下的外特性限制油量Qec;
ECU中存储有不同工况下的冷却水温、机油温度和机油压力、进气压力、排气温度等参数的上限定值和下限定值,这些限定值以脉谱形式存在,这些脉谱是在保证柴油机正常工作的前提下通过实时优化标定得到的。
由机油压力传感器采集柴油机的机油压力Poil,得到柴油机实时的机油压力,如果机油压力低于其下限定值,ECU启动机油压力过低保护,通过查找机油压力脉谱插值计算出机油压力过低的油量限制系数λ1;
同理,由机油温度传感器采集柴油机的机油温度Toil,得到柴油机实时的机油温度,如果机油温度高于其上限定值,ECU启动机油温度过高保护,通过查找机油温度脉谱插值计算出机油温度过高的油量限制系数λ2;
由冷却水温传感器采集柴油机实时的冷却水温Tcoolant,如果冷却水温高于其上限定值,ECU启动冷却水温过高保护,通过查找冷却水温脉谱插值计算出冷却水温过高的油量限制系数λ3;车辆处于非空挡时,如果采集的冷却水温低于其下限定值,ECU启动冷却水温过低保护,通过查找冷却水温脉谱插值计算出冷取水温过低的油量限制系数λ4;
由进气压力传感器采集柴油机实时的进气压力Pair,如果进气压力高于其上限定值,ECU启动进气压力过高保护,通过查找进气压力脉谱插值计算出进气压力过高的油量限制系数,λ5;
然后比较计算出的一种或多种油量限制系数,取其中最小值作为最终的油量限制系数λmin=min(λ1,λ2,λ3,λ4,λ5),然后计算出柴油机处于异常情况下的修正后的外特性限制油量Qecam=λmin×Qec;
同时,利用图3所示的极限空燃比限制油量脉谱,根据转速n通过查找插值计算极限空燃比限制油量QAF;
利用排气温度传感器采集的柴油机的排气温度Texhaust,如果排气温度Texhaust高于当时工况下的上限定值,ECU启动排气温度过高保护,通过查找排气温度脉谱插值计算出排气温度过高的油量限制系数λ6;如果排气温度Texhaust不高于当时工况下的上限定值,则λ6=1。然后对极限空燃比限制油量进行修正,计算出修正后的极限空燃比限制油量QAFam=λ6×QAF;
将上述计算出的修正后的外特性限制油量Qecam和修正后的极限空燃比限制油量QAFam进行比较,取最小值作为最终修正后的限制油量Qam=min(Qecam,QAFam);
利用柴油机的ECU控制器软件,根据转速n、油门开度α及柴油机特性,在调速特性脉谱上通过插值计算得到柴油机基本循环喷油量Q0;其中,调速特性脉谱是通过柴油机实时优化标定得到。
比较修正后的限制油量Qam和基本循环喷油量Q0,取最小值作为柴油机处于上述的异常情况下的实际输出的循环油量Q=min(Qam,Q0)。
最后,根据计算出的实际输出的循环油量Q,在泵特性脉谱上通过插值计算得到当前工况下柴油机的供油脉宽,在提前角脉谱上通过插值计算得到当前工况下柴油机的供油提前角,利用ECU将供油脉宽和供油提前角转化为实际的供油脉冲信号,然后将该供油脉冲信号传输至电控柴油机的喷油电磁阀,以控制电控柴油机的喷油。
图3所示,外特性限制油量脉谱和极限空燃比限制油量脉谱都是通过柴油机实时优化标定而得到的。其中,柴油机的转速n与极限空燃比l0一一对应,根据转速n确定极限空燃比l0,根据检测到的进气质量流量Qair,通过公式QAF=Qair/l0计算出不同转速下的的极限空燃比油量QAF,并形成如图3所示的极限空燃比限制油量脉谱。利用本发明的计算方法,ECU根据传感器采集到的柴油机的各种参数信息进行计算得到了如图3所示的修正后的外特性限制油量脉谱和修正后的极限空燃比限制油量脉谱。从图3可以看出,修正后的外特性限制油量和修正后的极限空燃比限制油量均小于修正前的外特性限制油量和极限空燃比限制油量,减小了柴油机的输出油量,在异常情况下为柴油机提供保护。
ECU可以根据采集到的温度和压力等参数计算出不同的油量限制系数,并利用最小的油量限制系数对柴油机油量进行修正,使柴油机在出现故障时,ECU可根据实际情况逐步限制柴油机的油量输出,在保证柴油机仍能工作而不需停机的同时,柴油机可自动修复;当柴油机出现致命故障时,ECU可以加大限制或直接中断柴油机的循环油量的输出,迫使柴油机回到怠速工况或者直接停机;电控柴油机对喷油量的精确调节是其燃油喷射系统的核心技术之一,快速而精确的油量调节不但可以提升柴油机的动力性和经济性,而且可以满足日益严格的排放法规,当出现异常情况时,还可以及时对柴油机进行保护,防止柴油机出现重大故障。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。