[实用新型]一种高压共轨喷油压力控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压共轨喷油压力控制，尤其涉及一种通过调节低压燃油系统供 油量来实现高压共轨喷油压力控制的方法和系统。

背景技术

电控高压共轨系统以其喷油压力高，喷油压力可独立于发动机转速进行调节，可 实现柔性喷油的精确控制而成为柴油车节能减排的主流技术。高压共轨系统通过调节高压 油轨中进油流速来实施油轨压力及喷油压力的控制，执行器是流量控制阀以及电控单元。 输油泵负责向高压回路传输油量以维持设定的喷油压力及喷油量等，输油泵的驱动模式有 机械驱动和电机驱动两种，工程中普偏使用的是前者。电磁计量阀负责将共轨系统需求的 流量提供给高压油泵，其安装位置位于输油泵的后端。

出于通用设计的考虑，一款高压共轨燃油喷射系统可匹配的发动机性能跨度大， 其输油泵的泵油能力并不是按照发动机的实际需求进行匹配：喷油量+共轨系统液压控制 流量+输油泵冷却、润滑流量。当输油泵传输油量大于共轨系统需求时，富余油量通过回油 阀后回到输油泵进油渠道反复泵送。这种输油泵后油量调节的方式造成多余油量被反复泵 送，工作温度增加，泵油系统效率低，柴油发动机不必要负载增加。国内也有使用电动输油 泵的系统，这些系统中对电动泵输油量不做调节，和机械输油泵一样在泵后进行被动油量 调节。这造成在发动机低负荷时供油量与高负荷供油量相当，回油量更高，泵油效率甚至比 机械输油泵系统低。

传统的电控高压共轨系统轨压控制燃油回路如附图1所示，机械输油泵的供油量 不止覆盖共轨系统的需求油量，还负责输油泵的润滑冷却油量。因机械输油泵的供油能力 主要受驱动转速影响，不能按照系统需求进行流量调整，造成机械泵油的无用功，这在发动 机高转速，低负荷运行区域表现得尤为明显。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种通过调节低压燃油系统供油量来实现高压共轨喷油 压力控制的方法和系统，以实现共轨系统喷油压力精确调节，提高高压共轨系统的燃油经 济性，降低CO₂排放。

本实用新型的技术方案是：

一种高压共轨喷油压力控制方法，以直流电机驱动的电动输油泵为执行元件，通 过调节低压输出油量进行高压共轨喷油压力调节，通过采集发动机运行参数计算喷油压力 设定值及电动输油泵的目标驱动PWM信号值，PWM信号占空比的控制逻辑随发动机运行工况 模式的切换发生变化；发动机的运行工况模式包括以下7类：起动工况、在档滑行工况、怠速 起停工况、发动机正常工作工况、排放后处理再生工况，诊断模式工况和发动机超速工况； 在不同的工况下，共轨喷油压力的设定值不同，控制模式包括开环前馈控制、前馈控制与闭 环反馈控制共同进行的组合控制模式，前馈控制负责在瞬态工况时快速调节输油泵的供油 流量，闭环反馈控制负责在小幅度的扰动工况下共轨喷油压力对设定喷油压力的实时跟随 性，具体的：

1.1）开环前馈控制方法包括：

电控单元根据发动机转速、负荷信号查3维表得到前馈控制流量Rail_ dvolPreCtl，所述3维表需经过专业标定流程生成；

1.2）前馈控制+闭环反馈控制方法包括：

a.电控单元根据发动机转速、负荷信号查轨压前馈控制3维表得到前馈控制流量 Rail_dvolPreCtl；

b.电控单元根据发动机转速、负荷信号查喷油压力设定3维表得到目标控制轨压 Rail_pSetPointBas，根据发动机工作温度，大气压力信号对目标压力进行修正，再进过数 据合理性检查合格后得到目标控制轨压Rail_pSetPoint；

c.闭环控制器使用PID控制器，PID控制器的输入参数轨压偏差值rail_pGov，具 体含义是目标轨压Rail_pSetPoint与共轨压力传感器采集的实时压力RailCD_pPeak的差 值；

d.PID控制器的参数参考Ziegler-Nichols整定法进行并写入存储器中；控制器根据发动机转速、负荷查PID控制器各个控制环节的2维表得到该工况下的控制参数Kp,Ki,Kd，通过离散数学公式：

进行控制器的需求流量实时更新；

1.3）电控单元控制流量的计算方法包括：