CN103511090A - 一种燃料喷射的控制方法和控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料喷射的控制方法和控制***，该控制方法获取喷嘴实际开启时间，比较喷嘴实际开启时间与标定开启时间的大小，判断喷嘴实际开启时间是否处于误差范围内，如果超出允许误差范围，则增大用于喷嘴电磁阀开启的高占空比电流，使所述喷嘴电磁阀的开启时间与所述标定开启时间T0的差值在允许误差范围内；本发明通过增大用于喷嘴电磁阀开启的高占空比电流缩短电磁阀的开启时间，这样电磁阀的开启时间接近标定开启时间T0，从而不会影响喷嘴完全开启后采用较小占空比的电流来驱动喷嘴电磁阀，实现喷射量的控制时间，不仅有效避免了因喷嘴老化所带来的一系列问题，在实现喷射量的精确控制的同时，可以明显降低标定工作量。
Description
技术领域
本发明涉及燃料喷射技术领域，特别涉及一种燃料喷射的控制方法和控制***。
背景技术
燃料喷射式内燃机首先根据运转状态决定的燃料量变换为燃料喷射阀的喷射时间，然后根据该喷射时间通过控制燃料喷射阀中喷嘴的开闭控制燃料的供给量，燃料供给量的精确性将直接影响内燃机的动力性能和经济性能。
以内燃机为发动机为例，现有技术中燃料喷射阀中喷嘴的开闭主要由喷嘴内设置的电磁阀控制，为了从燃料喷射阀高精度地进行适当量的燃料喷射，需要根据燃料的压力设定维持燃料喷射阀的开阀时间，并且迅速地进行燃料喷射阀的开阀动作，但是由于喷嘴长时间运转后，喷嘴线圈的电阻和电感以及复位弹簧，摩擦系数都会发生变化，导致喷嘴电磁阀的响应特性发生改变，最终也会影响喷嘴的开启时间，导致燃料喷射阀的开阀时间延迟，这样燃料开阀时间比预定开阀时间要延迟，也就是说，开阀时间要占据一定量的喷射的时间，喷射量时间缩短，出现喷射量不准确的情况。因此，一般为了获取比较精确的喷射量，需要对原喷射时间进行修正。
现有技术中一般常用的修正方法为：测量开阀延迟时间，在原来预定的喷射时间上加上开阀延迟时间得到的时间设定为向燃料喷射阀的通电时间，这样在一定程度上可以避免喷射量偏离所希望的值。
但是，这样虽然在一定程度上解决了开阀延迟所带来的喷射量不准确的误差，却明显增加了开阀时间，相应大大延长喷嘴的工作量。
因此，如何提供一种燃料喷射的控制方法，在实现喷射量精确控制的基础上，降低标定工作量，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的为提供一种燃料喷射的控制方法，在实现喷射量精确控制的基础上，降低标定工作量。另外，本发明的另一目的为提供一种燃料喷射的控制***。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种燃料喷射的控制方法，该控制方法按以下步骤进行：
S11、预先获取喷嘴实际开启时间T；
S12、计算喷嘴实际开启时间T与标定开启时间T0的差值，如果T-T0小于等于预设值，则执行步骤S13，如果T-T0大于预设值，则执行步骤S14；
S13、按原高占空比电流开启喷嘴电磁阀；
S14、增大用于喷嘴电磁阀开启的高占空比电流，使所述喷嘴电磁阀的开启时间与所述标定开启时间T0的差值在允许误差范围内。
优选地，步骤S11中喷嘴实际开启时间T的测量通过以下方法获取：在衔铁运动过程中，将检测到衔铁和阀座之间产生反向电流的时刻定义为喷嘴开启时刻，所述喷嘴实际开启时间T为加电起始时刻到喷嘴开启时刻的这段时间。
优选地，在高占空比电流未达到最大值之前，当检测到当前时刻电流数值等于前一时刻的电流数值时，则所述当前时刻即为产生反向电流时刻。
优选地，喷嘴的驱动电路上串联有采样电阻，通过检测所述采样电阻两端的电压差来计算所述高占空比电流的大小。
优选地，所述步骤S12中所述预设值的范围为0.1-0.2ms。
优选地，所述步骤S14中高占空比电流的增加值为原电流占空比的8%-10%。
优选地，所述步骤S11中的喷嘴实际开启时间T为多次测量的平均值。
本发明所提供的燃料喷射的控制方法可以预先动态计算喷嘴实际开启时间，通过比较喷嘴实际开启时间与标定开启时间的大小，判断喷嘴实际开启时间是否处于误差范围内，如果喷嘴实际开启时间超出允许误差范围，则增大用于喷嘴电磁阀开启的高占空比电流，使所述喷嘴电磁阀的开启时间与所述标定开启时间T0的差值在允许误差范围内。
本发明通过增大用于喷嘴电磁阀开启的高占空比电流缩短电磁阀的开启时间，使其与所述标定开启时间T0的差值在允许误差范围内，这样电磁阀的开启时间接近标定开启时间T0，从而不会影响喷嘴完全开启后采用较小占空比的电流来驱动喷嘴电磁阀，实现喷射量的控制时间，不仅有效避免了因喷嘴老化所带来的一系列问题，在实现喷射量的精确控制的同时，可以明显降低标定工作量。
在上述燃料喷射的控制方法的基础上，本发明还提供了一种燃料喷射的控制***，该控制***包括：
获取装置，预先获取喷嘴实际开启时间T；
控制器，计算喷嘴实际开启时间T与标定开启时间T0的差值，如果两者的差值小于等于预设值，则按原高占空比电流开启喷嘴；如果两者的差值大于预设值，则增大用于喷嘴开启的高占空比电流，使喷嘴的开启时间与所述标定开启时间T0的差值在允许误差范围内。
优选地，所述获取装置通过以下方法获取喷嘴实际开启时间T的测量：在衔铁运动过程中，将检测到衔铁和阀座之间产生反向电流的时刻定义为喷嘴开启时刻，所述喷嘴实际开启时间T为加电起始时刻到喷嘴开启时刻的这段时间。
优选地，所述获取装置包括串联于所述喷嘴的驱动电路的采样电阻和电流检测设备，控制器通过检测采样电阻两端的电压差来计算所述高占空比电流的大小。
因本文中所提供的控制***使用了上述控制方法，故该燃料喷射的控制***也具有上述燃料喷射的控制方法的技术效果，在此不作赘述。
附图说明
图1为本发明所提供的一种具体实施方式中燃料喷射的控制方法的流程图；
图2为本发明所提供的一种实施方式中喷嘴工作电流与时间之间的关系示意图。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种燃料喷射的控制方法，该燃料喷射的控制方法通过及时补偿针阀的开启时间降低了标定工作量。另外，本发明的另一核心为提供一种燃料喷射控制***。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合燃料喷射的控制方法和控制***、附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本文以内燃机为发动机为例介绍本文的技术方案，以便更好的理解技术方案，应当理解，内燃机包括发动机但不局限于发动机，还可以为其它类型的燃料机器。
发动机中喷嘴的开闭主要是由喷嘴内部设置的电磁阀控制，一般情况下，电磁阀的开启分为两个阶段，第一阶段为迅速开启阶段，当较大占空比的电流作用在喷油器线圈上时，电磁阀会被快速的开启；第二阶段为维持开启状态的喷射阶段，通电的电磁铁产生电磁力吸引衔铁上升，释放控制孔被打开，控制腔内的压力减小，电磁阀的针阀在压力差的作用下向上移动，当电磁阀完全开启后，采用较小占空比的电流来驱动喷嘴电磁阀，实现喷射量的控制。一般通过控制这两阶段的时间总和来实现喷射量的控制，当驱动电流消失后喷油器衔铁在复位弹簧和油液阻力的作用下落至阀座中。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式中燃料喷射的控制方法的流程图。
本发明提供了一种燃料喷射的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
S11、预先获取喷嘴实际开启时间T；
喷嘴实际开启时间T的获取可以通过设置于喷嘴内部的获取装置获取电磁阀的针阀的开启信号而获得，获取装置可以为电流采集仪器，也可以为电压采集仪器，通过电流或电压信号判断喷嘴实际开启时间T。
S12、计算喷嘴实际开启时间T与标定开启时间T0的差值，如果T-T0小于等于预设值，则执行步骤S13，如果T-T0大于预设值，则执行步骤S14；
该步骤可以通过控制器进行判断，该控制器可以为发动机电子控制单元（Electronic Control Unit，简称ECU），也可以为其他独立的控制器。预设值可以根据对发动机动力性能的使用控制精度具体设置，通常选择0.2ms左右的数值即可满足一般的使用控制精度要求。
S13、按原高占空比电流开启喷嘴电磁阀；
也就是说，按原来控制器中设置的电流开启喷嘴电磁阀的针阀。
S14、增加用于针阀开启的高占空比电流，使喷嘴的开启时间与所述标定开启时间T0的差值在允许误差范围内；该允许误差范围可以根据实际情况确定数值，也可以为零，即增加用于针阀开启的高占空比电流，使喷嘴的开启时间与所述标定开启时间T0相等。
本发明所提供的燃料喷射的控制方法可以预先动态计算喷嘴实际开启时间，通过比较喷嘴实际开启时间与标定开启时间的大小，判断喷嘴实际开启时间是否处于误差范围内，如果喷嘴实际开启时间超出允许误差范围，则增大用于喷嘴电磁阀开启的高占空比电流，使所述喷嘴电磁阀的开启时间与所述标定开启时间T0的差值在允许误差范围内。
本发明通过增大用于喷嘴电磁阀开启的高占空比电流缩短电磁阀的开启时间，使其与所述标定开启时间T0的差值在允许误差范围内，这样电磁阀的开启时间接近标定开启时间T0，从而不会影响喷嘴完全开启后采用较小占空比的电流来驱动喷嘴电磁阀，实现喷射量的控制时间，不仅有效避免了因喷嘴老化所带来的一系列问题，在实现喷射量的精确控制的同时，可以明显降低标定工作量。
请参考图2，图2为本发明所提供的一种实施方式中喷嘴工作电流与时间之间的关系示意图；图中纵坐标I表示电流，横坐标t表示时间。
在一种优选的实施方式中，上述步骤S11中喷嘴实际开启时间T的测量可以通过以下方法获取：在衔铁运动过程中，将检测到衔铁和阀座之间产生反向电流的时刻定义为喷嘴开启时刻，所述喷嘴实际开启时间T为加电起始时刻到喷嘴开启时刻的这段时间。
衔铁和阀座之间反向电流的检测可以通过观测高占空比电流曲线图，如图2所示，当电流在增大过程中出现拐点，拐点处所对应的时间点t1就是电磁阀的针阀完全开启时刻，也就是喷嘴完全打开时刻。另外图2中还给出了高占空比电流工作结束的时刻点t2，以及低占空比电流工作结束的时刻点t3。
上述确定电磁阀的针阀完全打开的方法比较准确，有利于精确控制喷射量，提高发动机性能。
以下给出了一种优选地判断衔铁和阀座接触时刻的实施方式，具体如下所述。
在一种优选的实施方式中，在高占空比电流未达到最大值之前，当检测到当前时刻电流数值等于前一时刻的电流数值时，则所述当前时刻即为产生反向电流时刻，该电流可以由电流表检测，也可以由电压表、万能表检测获取；通过该方式判断衔铁和阀座接触时刻比较准确，有利于增加发动机喷射量控制的精确性。
在一种优选的实施方式中，获取装置可以包括串联于喷嘴的驱动电路上的采样电阻和电流检测设备，控制器通过电流检测设备检测采样电阻两端的电压差来计算高占空比电流的大小；该检测方式无需改变喷嘴内部结构，结构比较简单，易于实现。
上述步骤S12中的预设值的范围可以为0.1-0.2ms，这样即可满足一般的使用需求，也简化控制流程。
上述各实施例中，步骤S14中所述允许误差范围可以为0，也就是说，通过调整高占空比电流调节针阀时间开启时间与标定开启时间T0完全相同，使喷嘴的实际工作量与标定工作量相同。
所述各实施例中，步骤S14中高占空比电流的增加值为原电流占空比的8%-10%。
为了获取喷嘴实际开启时间的精确值，所述步骤S11中的喷嘴实际开启时间T为多次测量的平均值。
因本文中所提供的控制***使用了上述控制方法，故该燃料喷射的控制***也具有上述燃料喷射的控制方法的技术效果，在此不作赘述。
以上对本发明所提供的一种燃料喷射控制方法和控制***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种燃料喷射的控制方法，其特征在于，该控制方法按以下步骤进行：
S11、预先获取喷嘴实际开启时间T；
S12、计算喷嘴实际开启时间T与标定开启时间T0的差值，如果T-T0小于等于预设值，则执行步骤S13，如果T-T0大于预设值，则执行步骤S14；
S13、按原高占空比电流开启喷嘴电磁阀；
S14、增大用于喷嘴电磁阀开启的高占空比电流，使所述喷嘴电磁阀的开启时间与所述标定开启时间T0的差值在允许误差范围内。
2.如权利要求1所述的燃料喷射的控制方法，其特征在于，步骤S11中喷嘴实际开启时间T的测量通过以下方法获取：在衔铁运动过程中，将检测到衔铁和阀座之间产生反向电流的时刻定义为喷嘴开启时刻，所述喷嘴实际开启时间T为加电起始时刻到喷嘴开启时刻的这段时间。
3.如权利要求2所述的燃料喷射的控制方法，其特征在于，在高占空比电流未达到最大值之前，当检测到当前时刻电流数值等于前一时刻的电流数值时，则所述当前时刻即为产生反向电流时刻。
4.如权利要求1至3任一项所述的燃料喷射的控制方法，其特征在于，喷嘴的驱动电路上串联有采样电阻，通过检测所述采样电阻两端的电压差来计算所述高占空比电流的大小。
5.如权利要求4所述的燃料喷射的控制方法，其特征在于，所述步骤S12中所述预设值的范围为0.1-0.2ms。
6.如权利要求4所述的燃料喷射的控制方法，其特征在于，所述步骤S14中高占空比电流的增加值为原电流占空比的8%-10%。
7.如权利要求1所述的燃料喷射的控制方法，其特征在于，所述步骤S11中的喷嘴实际开启时间T为多次测量的平均值。
8.一种燃料喷射的控制***，其特征在于，该控制***包括：
获取装置，预先获取喷嘴实际开启时间T；
控制器，计算喷嘴实际开启时间T与标定开启时间T0的差值，如果两者的差值小于等于预设值，则按原高占空比电流开启喷嘴；如果两者的差值大于预设值，则增大用于喷嘴开启的高占空比电流，使喷嘴的开启时间与所述标定开启时间T0的差值在允许误差范围内。
9.如权利要求8所述的燃料喷射的控制***，其特征在于，所述获取装置通过以下方法获取喷嘴实际开启时间T的测量：在衔铁运动过程中，将检测到衔铁和阀座之间产生反向电流的时刻定义为喷嘴开启时刻，所述喷嘴实际开启时间T为加电起始时刻到喷嘴开启时刻的这段时间。
10.如权利要求9所述的燃料喷射的控制***，其特征在于，所述获取装置包括串联于所述喷嘴的驱动电路的采样电阻和电流检测设备，控制器通过检测采样电阻两端的电压差来计算所述高占空比电流的大小。
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