CN106704011B - 轨压传感器故障模式下轨压控制优化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轨压传感器故障模式下轨压控制优化的方法，在发动机正常工况下的多个不同轨压点，进行压力调节阀自学习；当轨压传感器出现故障后，轨压由压力调节阀利用学习到的控制参数学习值进行开环控制。本发明针对轨压传感器故障模式，使用压力调节阀（PCV）来控制轨压，通过正常工况下对压力调节阀（PCV）控制的自学习，提高了轨压传感器故障模式下轨压控制的精确性，消除压力调节阀的特性变化带来的影响，避免不必要的高压泄漏量，提高了压力调节阀的可靠性和寿命。也改善了发动机的排放性、动力性和经济性。

Description

轨压传感器故障模式下轨压控制优化的方法

技术领域

本发明涉及内燃机控制领域，尤其是一种轨压传感器故障时轨压的精确控制方法。

背景技术

柴油机电控共轨技术的快速发展，极大地改善了柴油机动力性和和排放。为了满足更加严格的排放法规，对高压共轨系统的轨压控制提出了更高的要求，特别是在轨压传感器和进油计量阀故障状态下的轨压控制。

目前常用机械式压力限制阀来实现故障模式轨压控制和超高压安全保护。其原理是根据共轨管最大允许的压力和供油泵的最大供油，来确定限压阀节流小孔直径、弹簧刚度等结构参数的值。机械限压阀可以实现故障模式下柴油机的跛行，但其控制的轨压时固定的，缺乏可调节性。

专利（1）中国专利CN102016271A提出了一种用于确定共轨喷射系统中轨压的方法。在该方法中提出在轨压传感器出故障时，根据用于内燃机曲轴运动的角速度度量的测量参量，该测量参量通常具有基本上呈周期性的变化曲线，其中该变化曲线的幅值是作用于曲轴上的变换力矩的度量，该变换力矩首先通过气缸中的压缩与卸压引起。在没有进行燃料喷射的工况下，也就是在所有通过共轨系统得到供给的喷射阀门关闭的情况下，而且排除喷射阀门上可能存在开关泄漏的情况，轨压的变化会导致曲轴角速度随时间变化，以这个原理为基础可以确定共轨系统中的轨压。

该方案提出的基础是参照工况和当前工况作用在曲轴上的力矩除了轨压引起的不同外其他的要保持相同，这在发动机正常工作中很难满足，该方案也提出了优先运用在喷油器不喷油的工况下轨压的判定。因此，使用该方法很难满足在发动机全工况下轨压控制。

专利（2）中国专利CN102112722A提出了一种调节共轨喷射系统的蓄压器中的燃料压力的方法。该方案提出在轨压传感器出故障时，当前的喷射时间基于从发动机转速传感器的输出信号中推导出来的转速实际值与预先设定的转速额定值之间的比较，如果转速实际值偏离于预先设定的转速额定值，则控制单元改变喷射时间把转速调节到它的转速额定值，在喷射时间增加时，压力调节执行机构的通过量也会增大。在喷射时间变少的情况下，压力调节执行机构的通过量也会降低，从而使得轨压维持设定轨压。

该方案可以实现轨压传感器故障模式下，设定工况点的轨压控制。但工况点的所用条件都应该保证和设定工况点保持一致，不能实现故障模式下轨压灵活控制，且在控制过程中发动机会有一段时间工作在不适当的轨压下，造成排放和动力性能恶化。

为了满足越来越严格的排放法规，可以实现故障模式下轨压灵活可调的压力调节阀（PCV）得到广泛应用。

在轨压传感器故障的情况下，轨压控制的精确与否，依赖于压力调节阀（PCV）参数的精确性。而压力调节阀（PCV）参数由于制造误差、老化等原因会产生偏差。当压力调节阀（PCV）产生正偏差时，控制单元控制喷油使用的轨压相对轨内真实的压力偏小，会造成实际喷入燃烧室内的燃油量大于当前工况的设定油量，同理当压力调节阀（PCV）产生负偏差时，会造成实际喷入燃烧室内的燃油量小于当前工况的设定油量，从而影响发动机动力性，使得发动机排放和油耗恶化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种轨压传感器故障模式下轨压控制优化的方法，通过自学习的方法来修正压力调节阀（PCV）参数偏差，提高轨压传感器故障的情况下轨压的控制精度。本发明采用的技术方案是：

一种轨压传感器故障模式下轨压控制优化的方法，包括下述步骤：

步骤S1，在发动机正常工况下的多个不同轨压点，进行压力调节阀自学习；压力调节阀进行自学习的轨压点为设定自学习点；

自学习开始后，流量调节阀由闭环转为开环控制，同时压力调节阀闭环控制轨压；流量调节阀供油量从当前供油量向目标供油量缓慢增加；

目标供油量为在前馈的基础上加上一个偏差补偿量ΔQ_S，用于使得流量调节阀供油量从当前供油量向目标供油量缓慢增加过程中，压力调节阀能够打开；

然后通过反馈调节压力调节阀控制轨压值，使得实际轨压稳定在目标轨压，当前压力调节阀控制电流值为当前目标轨压点的压力调节阀控制参数学习值；

当轨压稳定后，存储当前压力调节阀的控制参数学习值为新的学习值；

步骤S2，当轨压传感器出现故障后，轨压由压力调节阀利用学习到的控制参数学习值进行开环控制，流量调节阀供油量在前馈的基础上加上一个偏差补偿量ΔQ_S。

进一步地，所述的目标供油量为在前馈的基础上加上一个偏差补偿量ΔQ_S，其中的前馈是指发动机当前需求供油量。

进一步地，所述的发动机正常工况需要满足下列条件：

(a)，发动机供油系统无故障；

(b)，满足发动机工作稳定的条件，即发动机转速、喷油量、测量轨压稳定在各自设定范围内；

(c)，满足发动机暖机条件，即发动机温度超过暖机完成温度；

(d)，新的自学习开始需要满足两次自学习间隔时间的要求。

本发明的优点在于：本发明针对轨压传感器故障模式，使用压力调节阀（PCV）来控制轨压，通过正常工况下对压力调节阀（PCV）控制的自学习，提高了轨压传感器故障模式下轨压控制的精确性，消除压力调节阀的特性变化带来的影响，避免不必要的高压泄漏量，提高了压力调节阀的可靠性和寿命。也改善了发动机的排放性、动力性和经济性。

附图说明

图1为本发明的燃油系统结构图。

图2为本发明的压力调节阀自学习流程图。

图3为本发明的压力调节阀自学习过程图。

图4为本发明的压力调节阀控制特性曲线图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1显示了实施本发明的燃油系统结构图。输油泵5从油箱1中输送燃油给高压泵7，流量调节阀6控制进入高压泵7的燃油流量，燃油经高压泵7加压后储存到高压轨管10中，喷油器12通过高压油管和高压轨管10连接。压力调节阀11通过释放高压燃油到回油管8中，降低高压轨管10中的压力，回油管8中的回油最终回到油箱1中。

此外，该系统还包括一个控制单元2，它控制流量调节阀6、压力调节阀11和喷油器12，并且通过轨压传感器9来监测高压轨管10中的燃油压力即轨压。

通过流量调节阀（MCV）6可控制进入高压泵的燃油体积流量；通过压力调节阀（PCV）11可控制轨内压力超过设定值时使多余的燃油回流到油箱1，在传感器故障模式下，通过控制流量调节阀6提供足够的燃油，压力调节阀11开环控制轨压，压力调节阀控制电流越大，高压轨管中的压力越大。

为了在轨压传感器故障时轨压能够控制精确，压力调节阀（PCV）11开环控制参数要在发动机正常工况下进行自学习；

图2显示了压力调节阀11自学习的流程图，首先判断发动机温度THW(可测量发动机水温得到)是否超过暖机完成温度Twarm，保证发动机已完成暖机；判断发动机转速、喷油量、轨压是否稳定在各自设定范围内，保证发动机稳态运行；判断发动机供油系统是否无故障，保证供油系统正常；距离上次自学习的时间Tadpt超过设定阀值Tset，防止频繁的进入自学习。任一条件不满足重新回到条件判断，所有条件满足后，在一个压力调节阀进行自学习的轨压点即设定自学习点，开始压力调节阀自学习；

图3显示了压力调节阀11的自学习过程；在t1时刻进入自学习。自学习开始后，流量调节阀6由闭环转为开环控制，同时压力调节阀11闭环控制轨压；流量调节阀6供油量104从当前供油量向目标供油量缓慢增加；目标供油量为在前馈的基础上加上一个偏差补偿量ΔQ_S，用于使得流量调节阀供油量104从当前供油量向目标供油量缓慢增加过程中，压力调节阀11能够打开；其中的前馈是指发动机当前需求供油量，控制单元2给出。

图3中的标记103是压力调节阀控制电流对应的轨压理论值；

实际轨压102首先由于供油量的增加会向上偏离目标轨压101，然后通过反馈调节压力调节阀11控制轨压值（压力调节阀11此时是闭环控制，有反馈调节轨压作用），使得实际轨压102稳定在目标轨压101，当前压力调节阀11控制电流值为当前目标轨压点的压力调节阀控制参数学习值；

当轨压稳定后，存储当前压力调节阀的控制参数学习值为新的学习值；在上述学习过程中，学习到的压力调节阀的控制参数即可作为，当轨压传感器出现故障后，压力调节阀开环控制的开环控制参数。

图4显示压力调节阀（PCV）11控制特性曲线。压力调节阀（PCV）11由于老化等原因，基本特性曲线201偏移到偏移曲线202。p1...p5标示自学习点的轨压值；图4的例子中有五个自学习点。纵坐标可以看出自学习后压力调节阀控制电流参数的变化。

当轨压传感器9出现故障后，轨压由压力调节阀11利用学习到的控制参数学习值进行开环控制，流量调节阀6供油量在前馈的基础上加上一个偏差补偿量ΔQ_S，既能保证当前工况下所需的油量，又能尽量减少多余的供油产生的能耗。

Claims (3)

1.一种轨压传感器故障模式下轨压控制优化的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤S1，在发动机正常工况下的多个不同轨压点，进行压力调节阀自学习；压力调节阀进行自学习的轨压点为设定自学习点；

自学习开始后，流量调节阀由闭环转为开环控制，同时压力调节阀闭环控制轨压；流量调节阀供油量从当前供油量向目标供油量缓慢增加；

目标供油量为在前馈的基础上加上一个偏差补偿量ΔQ_S，用于使得流量调节阀供油量从当前供油量向目标供油量缓慢增加过程中，压力调节阀能够打开；

然后通过反馈调节压力调节阀控制轨压值，使得实际轨压稳定在目标轨压，当前压力调节阀控制电流值为当前目标轨压点的压力调节阀控制参数学习值；

当轨压稳定后，存储当前压力调节阀的控制参数学习值为新的学习值；

步骤S2，当轨压传感器出现故障后，轨压由压力调节阀利用学习到的控制参数学习值进行开环控制，流量调节阀供油量在前馈的基础上加上一个偏差补偿量ΔQ_S。

2.如权利要求1所述的轨压传感器故障模式下轨压控制优化的方法，其特征在于：

所述的目标供油量为在前馈的基础上加上一个偏差补偿量ΔQ_S，其中的前馈是指发动机当前需求供油量。

3.如权利要求1所述的轨压传感器故障模式下轨压控制优化的方法，其特征在于：

所述的发动机正常工况需要满足下列条件：

(a)，发动机供油系统无故障；

(b)，满足发动机工作稳定的条件，即发动机转速、喷油量、测量轨压稳定在各自设定范围内；

(c)，满足发动机暖机条件，即发动机温度超过暖机完成温度；

(d)，新的自学习开始需要满足两次自学习间隔时间的要求。