CN112302822B - 一种高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法,解决多次喷射和供电电压对对主喷喷油量喷射精度带来误差,进而导致发动机动力性下降和经济性下降的问题。该方法的主要包括:1.设置查询表;2.设置参数值;3.读取发动机参数;4.计算主喷油量;5.主喷油量调整;6.喷油时长转换;7.喷油时长限制保护。该方法引入两次喷油干涉影响对主喷油量进行了校正,通过查询三维MAP表将喷油量转换喷油时长,同时引入蓄电池电压补偿,有效地改善了发动机喷油精度,改善了发动机动力性和经济性。
Description
技术领域
本发明属于高压共轨柴油发动机动力控制领域,具体涉及一种高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法。
背景技术
高压共轨柴油发动机以其较高的喷射压力、灵活可调的喷油速率能够同时兼顾柴油机高低速性能要求,同时还可提高柴油机的功率密度,因此,其越来越被广泛使用。由于高压共轨喷油系统的复杂性,其喷油规律的调整是一个非常精密的过程,微小的参数变化也可能引起喷油规律发生较大的改变,多次喷射技术因其灵活多变的喷射策略被广泛应用于柴油机减小排放和降低噪声等方面,采用多次喷射策略后,喷油量精度下降,特别是在主喷过程中影响喷油精度,主喷是多次喷射中最重要的喷射,用于产生动力,提供输出扭矩。传统的控制方法采用轨压和喷油量计算出喷油时长,但是该方法难以克服多次喷射和供电电压对主喷喷油量喷射精度带来的误差,进而导致发动机动力性下降和经济性下降。
发明内容
为解决多次喷射和供电电压对对主喷喷油量喷射精度带来误差,进而导致发动机动力性下降和经济性下降的问题,本发明提供了一种高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法,该方法引入多次喷射的喷射干涉校正和供电电压校正,将主喷油量转换成喷油时长。
为实现以上发明目的,本发明的技术方案是:
一种高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法,包括以下步骤:
步骤一、设置查询表
根据发动机型号和喷油器型号标定三维表MAP1、三维表MAP2、二维表MAP3和三维表MAP4,并导入发动机控制器内;
三维表MAP1表示预喷到主喷喷油间隔时长PTOM、油轨压力APC和喷油干涉校正量Fuelcorr三者之间的关系;
三维表MAP2表示预喷油量Fuelpilot、油轨压力APC和校正因子Gain三者之间的关系;
二维表MAP3表示蓄电池电压VB和蓄电池电压补偿喷油时长Tvotageadj之间的关系;
三维表MAP4表示主喷总油量Fuelmaintotal、油轨压力APC和喷油时长Tfon三者之间的关系;
步骤二、设置参数值;
设定喷油器最小允许喷油时长Tmin和最大允许喷油时长Tmax;
步骤三、读取发动机参数
读取发动机的运行参数的数值,发动机的运行参数包括蓄电池电压VB、期望总喷油量Fueltotal、预喷油量Fuelpilot、后喷油量Fuelpost、油轨压力APC、预喷到主喷油时长PTOM;
步骤四、计算主喷油量Fuelmain
主喷油量Fuelmain计算公式如下:
Fuelmain=Fueltotal-Fuelpilot-Fuelpost
其中,Fueltotal为期望总喷油量;Fuelpilot为预喷油量;Fuelpost为后喷油量;
步骤五、计算主喷油调整量Fueladj
发动机在多次喷射过程,相邻两次喷射会产生喷射干涉,引入喷油干涉补偿量作为主喷油量的调整,其计算过程如下:
如果预喷油量Fuelpilot为0或主喷油量Fuelmain为0,则主喷油调整量Fueladj等于0,否则主喷油调整量Fueladj为:
Fueladj=Fuelcorr*Gain
其中,Fuelcorr为喷油干涉校正量,根据预喷到主喷喷油间隔时长和油轨压力查询三维表MAP1获得;Gain为校正因子,根据预喷油量Fuelpilot和油轨压力APC查询三维表MAP2获得;
步骤六、计算主喷总油量
主喷总油量Fuelmaintotal的计算如下;
Fuelmaintotal=Fuelmain+Fueladj (3)
步骤七、计算主喷油时长
主喷油时长Tontime的计算如下:
Tontime=Tvotageadj+Tfon
其中,Tvotageadj为蓄电池电压补偿喷油时长;Tfon为喷油时长,根据主喷总油量Fuelmaintotal和油轨压力APC查询三维表MAP4;
步骤八、主喷油时长限制保护
主喷时长Tfinal_ontime的计算公式如下:
Tfinal_ontime=min(max(Tontime,Tmin),Tmax)
其中,Tmin为喷油器最小允许喷油时长,Tmax为最大允许喷油时长。
进一步地,步骤七中,通过蓄电池电压VB查询二维表MAP3,获得蓄电池电压补偿喷油时长Tvotageadj。
进一步地,步骤三中,以10ms周期读取发动机的运行参数的数值。
与现有技术相比,本发明技术方案具有以下技术效果:
本发明方法通过增加相邻两喷射干涉喷油量校正和供电电压校正,提高了主喷喷油量精度。同时,本发明方法提高了发动机动力性,有效改善了燃油经济性,对保护发动机也有一定的作用。
附图说明
图1是本发明方法主喷时长获取过程示意图;
图2是本发明方法中三维表MAP1示意图;
图3是本发明方法中三维表MAP2示意图;
图4是本发明方法中三维表MAP4示意图;
图5是本发明方法发动机加速过程主喷油时长验证示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的方法做进一步详尽的描述。
本发明提供一种高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法,该方法引入两次喷油干涉影响对主喷油量进行了校正,通过查询三维MAP表将喷油量转换喷油时长,同时引入蓄电池电压补偿,有效地改善了发动机喷油精度,改善了发动机动力性和经济性。
本发明的高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法,其具体实现步骤如下:
步骤一、设置查询表
根据发动机型号和喷油器型号标定三维表MAP1、三维表MAP2、二维表MAP3和三维表MAP4,并导入发动机控制器内;
三维表MAP1表示预喷到主喷喷油间隔时长PTOM、油轨压力APC和喷油干涉校正量Fuelcorr三者之间的关系;
三维表MAP2表示预喷油量Fuelpilot、油轨压力APC和校正因子Gain三者之间的关系;
二维表MAP3表示蓄电池电压VB和蓄电池电压补偿喷油时长Tvotageadj之间的关系;
三维表MAP4表示主喷总油量Fuelmaintotal、油轨压力APC和喷油时长Tfon三者之间的关系;
步骤二、设置参数值
设定喷油器最小允许喷油时长Tmin和最大允许喷油时长Tmax;
步骤三、读取发动机参数信息
以10ms周期读取当前发动机的运行参数的数值:蓄电池电压VB、期望总喷油量Fueltotal、预喷油量Fuelpilot、后喷油量Fuelpost、油轨压力APC、预喷到主喷油时长PTOM;
步骤四、计算主喷油量Fuelmain
主喷油量Fuelmain计算过程见公式(1):
Fuelmain=Fueltotal-Fuelpilot-Fuelpost (1)
其中,Fueltotal为期望总喷油量;Fuelpilot为预喷油量;Fuelpost为后喷油量;
步骤五、计算主喷油调整量Fueladj
发动机在多次喷射过程,相邻两次喷射会产生喷射干涉,引入喷油干涉补偿量作为喷油量的调整,其计算过程如下:
如果预喷油量Fuelpilot为0或主喷油量Fuelmain为0,则主喷油调整量Fueladj等于0,否则主喷油调整量计算公式见(2);
Fueladj=Fuelcorr*Gain (2)
其中,Fuelcorr为喷油干涉校正量,根据预喷到主喷喷油间隔时长PTOM和油轨压力APC查询三维表MAP1获得;Gain为校正因子,根据预喷油量Fuelpilot和油轨压力APC查询三维表MAP2获得;
步骤六、计算主喷总油量
主喷总油量Fuelmaintotal的计算方法见公式(3);
Fuelmaintotal=Fuelmain+Fueladj (3)
步骤七、主喷油时长计算
喷油时长计算由两部分组成,计算方法见公式(4)所示,
Tontime=Tvotageadj+Tfon (4)
其中,Tvotageadj为蓄电池电压补偿喷油时长;根据蓄电池电压查询二维表MAP3获得;Tfon为喷油时长,根据主喷总油量Fuelmaintotal和油轨压力APC查询喷油时长三维表MAP4获得;
步骤八、主喷油时长限制保护
为了保证喷油器能够正常工作,引入喷油时长最短限制保护,将计算的喷油时长与喷油器最小允许喷油时长Tmin进行比较,取较大值,同时为了保护发动机,引入最大允许喷油时长Tmax保护发动机,此时,主喷时长Tfinal_ontime的计算公式如下:
Tfinal_ontime=min(max(Tontime,Tmin),Tmax) (5)
其中,Tmin为喷油器最小允许喷油时长,Tmax为最大允许喷油时长。
下面结合该高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法在某高压共轨柴油发动机电子控制器项目中的实际应用,具体讲解该方法的实施方式及使用效果。其中所选用的高压共轨柴油机排量为6.7L,峰值扭矩为850N,额定功率为300马力,怠速转速为800r/min。将上述方法应用到高压共轨柴油发动机燃油控制系统对主喷时长进行控制,并进行发动机加速试验,如图1所示,其具体工作步骤如下:
步骤一、设置查询表
步骤二、设置参数值
设定喷油器最小允许喷油时长Tmin为0.05ms,最大允许喷油时长Tmax为8ms;
步骤三、控制器上电,起动发动机,读取发动机参数信息
以10ms周期读取当前发动机以下运行参数信息:蓄电池电压VB、期望总喷油量Fueltotal、预喷油量Fuelpilot、后喷油量Fuelpost、油轨压力APC、预喷到主喷油时长PTOM;
步骤四、计算主喷油量Fuelmain
主喷油量Fuelmain计算过程见公式(1)所示;
Fuelmain=Fueltotal-Fuelpilot-Fuelpost (1)
其中,Fueltotal期望总喷油量,Fuelpilot预喷油量,Fuelpost后喷油量。
步骤五、计算主喷油调整量Fueladj
发动机在多次喷射过程,相邻两次喷射会产生喷射干涉,引入喷油干涉补偿量作为主喷油量的调整,其计算见公式(2)所示;
Fueladj=Fuelcorr*Gain (2)
其中,Fuelcorr为喷油干涉校正量,根据预喷到主喷喷油间隔时长和油轨压力查询三维表MAP1获得,如图2所示;Gain为校正因子,根据预喷油量Fuelpilot和油轨压力APC查询三维表MAP2获得,如图3所示;
步骤六、计算主喷总油量
主喷总油量Fuelmaintotal的计算公式如下;
Fuelmaintotal=Fuelmain+Fueladj (3)
步骤七、计算主喷油时长
主喷油时长计算由两部分组成,计算如下:
Tontime=Tvotageadj+Tfon (4)
其中,Tvotageadj为蓄电池电压补偿喷油时长;通过蓄电池电压查询二维表MAP3获得;Tfon为喷油时长,根据主喷总油量Fuelmaintotal和油轨压力APC查询喷油时长三维表MAP4获得,见图4所示;
步骤八、喷油时长限制保护
为了保证喷油器能够正常工作,引入喷油时长最短限制保护,将计算的喷油时长与喷油器最小允许喷油时长Tmin进行比较,取较大值,同时为了保护发动机,引入最大允许喷油时长Tmax保护发动机,此时,主喷时长Tfinal_ontime的计算公式如下:
Tfinal_ontime=min(max(Tontime,Tmin),Tmax) (5)
其中,Tmin为喷油器最小允许喷油时长,Tmax为最大允许喷油时长。
将发动机油门开度从0%连续调到100%,发动机在不同转速下,油轨压力、主喷油量和主喷时长关系见图5所示,发动机转速在1500r/min~2700r/min区域,当喷油量基本不变时,当轨压上升时,喷油时长在下降,当轨压下降时,喷油时长变长。
Claims (3)
1.一种高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、设置查询表
根据发动机型号和喷油器型号标定三维表MAP1、三维表MAP2、二维表MAP3和三维表MAP4,并导入发动机控制器内;
三维表MAP1表示预喷到主喷喷油间隔时长PTOM、油轨压力APC和喷油干涉校正量Fuelcorr三者之间的关系;
三维表MAP2表示预喷油量Fuelpilot、油轨压力APC和校正因子Gain三者之间的关系;
二维表MAP3表示蓄电池电压VB和蓄电池电压补偿喷油时长Tvotageadj之间的关系;
三维表MAP4表示主喷总油量Fuelmaintotal、油轨压力APC和喷油时长Tfon三者之间的关系;
步骤二、设置参数值;
设定喷油器最小允许喷油时长Tmin和最大允许喷油时长Tmax;
步骤三、读取发动机参数
读取发动机运行参数的数值,发动机运行参数包括蓄电池电压VB、期望总喷油量Fueltotal、预喷油量Fuelpilot、后喷油量Fuelpost、油轨压力APC、预喷到主喷喷油间隔时长PTOM;
步骤四、计算主喷油量Fuelmain
主喷油量Fuelmain计算公式如下:
Fuelmain=Fueltotal-Fuelpilot-Fuelpost
其中,Fueltotal为期望总喷油量;Fuelpilot为预喷油量;Fuelpost为后喷油量;
步骤五、计算主喷油调整量Fueladj
发动机在多次喷射过程,相邻两次喷射会产生喷射干涉,引入喷油干涉补偿量作为主喷油量的调整,其计算过程如下:
如果预喷油量Fuelpilot为0或主喷油量Fuelmain为0,则主喷油调整量Fueladj等于0,否则主喷油调整量Fueladj为:
Fueladj=Fuelcorr*Gain
其中,Fuelcorr为喷油干涉校正量,根据预喷到主喷喷油间隔时长PTOM和油轨压力APC查询三维表MAP1获得;Gain为校正因子,根据预喷油量Fuelpilot和油轨压力APC查询三维表MAP2获得;
步骤六、计算主喷总油量
主喷总油量Fuelmaintotal的计算如下;
Fuelmaintotal=Fuelmain+Fueladj
步骤七、计算主喷油时长
主喷油时长Tontime的计算如下:
Tontime=Tvotageadj+Tfon
其中,Tvotageadj为蓄电池电压补偿喷油时长;Tfon为喷油时长,根据主喷总油量Fuelmaintotal和油轨压力APC查询三维表MAP4;
步骤八、主喷油时长限制保护
主喷时长Tfinal_ontime的计算公式如下:
Tfinal_ontime=min(max(Tontime,Tmin),Tmax)
其中,Tmin为喷油器最小允许喷油时长,Tmax为最大允许喷油时长。
2.根据权利要求1所述的高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法,其特征在于:步骤七中,通过蓄电池电压VB查询二维表MAP3,获得蓄电池电压补偿喷油时长Tvotageadj。
3.根据权利要求1或2所述的高压共轨柴油发动机多次喷射主喷时长获取方法,其特征在于:步骤三中,以10ms周期读取发动机的运行参数的数值。
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