CN108661816B - 用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法 - Google Patents

用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，用于控制所述高压共轨柴油机的共轨轨压、喷油脉宽和喷油定时，该控制方法基于排气背压、转速和油门位置或油量来获得所述轨压、喷油脉宽、喷油定时的基本值，并基于环境参数进行修正，从而使得在各种排气背压下均可以获得合适的轨压、喷油脉宽、喷油定时，从而可以满足特殊用途柴油机在宽背压范围工况运行时对喷油脉宽、喷油定时及喷油轨压的优化控制，在整个背压范围内提高柴油机功率、优化缸内燃烧、减少油耗及排放。

Description

用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法
技术领域
本发明涉及柴油机喷油控制技术领域，尤其涉及一种适用于宽背压范围的高压共轨柴油机电控方法。
背景技术
高压共轨电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元组成的闭环***中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度。高压共轨柴油机即采用了上述高压共轨电喷技术的柴油机，它不仅保留了柴油机的大扭矩输出、低燃油消耗的优点，同时有助于减少柴油机的尾气排放，改善发动机噪声。
高压共轨柴油机对喷油过程进行控制的参数都是以数据文件的形式(MAPs、Curves、Constants)存储在电控单元(ECU)内，运行时根据每个工况读取相应的数据对执行单元进行实时控制。现有喷油控制策略中，常以转速和负荷为初始变量绘制基本轨压MAP、基本喷油量MAP图、喷油脉宽MAP、基本喷油定时MAP等，并根据燃油温度、冷却水温、增压压力、进气温度和机油温度等参数计算出的补偿值对轨压、喷油量及喷油定时等基本变量进行修正，最终得到目标轨压、目标喷油脉宽及目标喷油定时，通过执行器完成对喷油过程的控制。
一些特殊用途的柴油机根据环境条件和应用场合的要求，运行在不同的排气背压下，涉及到的排气背压具有高低背压兼顾、范围宽、波动大等特点，此排气背压的变化对柴油机的油耗、排放及做功能力等关键性能影响很大。常规高压共轨柴油机排气背压变化范围很窄，现有电控喷射***的控制策略并未针对宽背压范围工况进行设计，因此当背压发生大变化时，现有控制策略无法根据背压变化进行喷油的最优匹配控制，从而不能使柴油机在整个宽背压范围内高效运行。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，用于控制所述高压共轨柴油机的共轨轨压，该控制方法包括：获得所述柴油机的基本参数，所述基本参数包括油门位置、排气背压和转速；根据所述基本参数与轨压基本值的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得轨压基本值；根据环境参数以及所述环境参数与轨压修正值的关系，获得轨压修正值；获得所述轨压基本值和所述轨压修正值之和，并与当前所述柴油机转速对应的最大轨压值进行比较，并以二者之中较小的值作为初始目标轨压。
优选地，该控制方法还包括：根据所述柴油机的转速以及所述转速与最大轨压的关系，获得当前所述柴油机的转速所对应的最大轨压值。
优选地，该控制方法还包括：根据所述基本参数与目标轨压变化率的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得最大轨压变化率；基于所述最大轨压变化率、上次的最终目标轨压以及所述初始目标轨压获得当前的最终目标轨压。
优选地，所述环境参数包括进气温度、进气压力和冷却水温度。
优选地，该控制方法还包括：建立所述基本参数与所述轨压基本值的关系；建立所述基本参数与目标轨压变化率的关系。
优选地，该控制方法还包括：根据所述基本参数与油泵控制阀开启时间的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得油泵控制阀开启持续时间的基本值；根据所述基本参数与比例常数和积分常数的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得比例常数和积分常数；根据所述最终目标轨压、当前的实际轨压以及所述比例常数和积分常数获得油泵控制阀开启持续时间的修正值；根据所述油泵控制阀开启持续时间的基本值和所述油泵控制阀开启持续时间的修正值获得油泵控制阀开启持续时间的设定值，并根据所述设定值控制所述油泵控制阀开启时间，从而控制轨压并实现闭环控制。
优选地，该控制方法还包括：建立所述基本参数与所述油泵控制阀开启时间的关系；建立所述基本参数与比例常数和积分常数的关系。
根据本发明的用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，基于油门位置和柴油机转速以及排气背压来进行轨压控制，与现有技术仅基于油门位置和柴油机转速来进行轨压控制相比可以适用于宽背压范围的运行工况，在整个较宽的背压范围内都可以进行优化控制，从而在整个较宽的背压范围内都可以提高柴油机功率、优化缸内燃烧、减少油耗及排放。
为了至少部分地解决上述问题，本发明还提供了一种用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，用于控制所述高压共轨柴油机的喷油量，该控制方法包括：获得所述柴油机的基本参数，所述基本参数包括油门位置、排气背压和转速；根据所述基本参数与喷油量基本值的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得喷油量基本值；根据环境参数以及所述环境参数与喷油量修正值的关系，获得喷油量修正值；获得所述喷油量基本值和所述喷油量修正值之和，并与当前所述柴油机转速对应的最大喷油量进行比较，并以二者之中较小的值作为目标喷油量。
优选地，该控制方法还包括：根据所述柴油机的转速以及所述转速与最大喷油量的关系，获得当前所述柴油机的转速所对应的最大喷油量。
优选地，该控制方法还包括：获得所述柴油机的当前实际轨压；根据所述轨压和所述喷油量与喷油脉宽的关系以及所获得的所述当前实际轨压和目标喷油量获得喷油脉宽；基于所获得的喷油脉宽控制喷油器的电磁阀。
优选地，所述环境参数包括进气温度、进气压力和冷却水温度。
优选地，该控制方法还包括：建立所述基本参数与所述喷油量基本值的关系。
根据本发明的用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，基于油门位置和柴油机转速以及排气背压来进行喷油脉宽控制，与现有技术仅基于油门位置和柴油机转速来进行来喷油脉宽控制相比可以适用于宽背压范围的运行工况，在整个较宽的背压范围内都可以进行优化控制，从而在整个较宽的背压范围内都可以提高柴油机功率、优化缸内燃烧、减少油耗及排放。
为了至少部分地解决上述问题，本发明还提供了一种用于控制所述高压共轨柴油机的喷油定时，该控制方法包括：获得所述柴油机的基本参数和当前目标喷油量，所述基本参数包括排气背压和转速；根据喷油量、所述基本参数与喷油定时基本值的关系以及所获得的所述柴油机的当前目标喷油量和所述基本参数获得喷油定时基本值；根据环境参数以及所述环境参数与喷油定时修正值的关系，获得喷油定时修正值；获得所述喷油定时基本值和所述喷油定时修正值之和作为目标喷油定时。
优选地，该控制方法还包括：基于所述柴油机的当前瞬时转速，将所述喷油定时转换成所需转动的曲轴齿的数量和延时时间，从而触发喷油脉冲的输出，完成喷油定时控制。
优选地，所述环境参数包括进气温度、进气压力和冷却水温度。
优选地，该控制方法还包括：建立喷油量、排气背压和所述柴油机转速与所述喷油定时基本值的关系。
根据本发明的用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，基于喷油量和柴油机转速以及排气背压来对喷油定时进行控制，与现有技术仅基于喷油量和柴油机转速来进行喷油定时控制相比可以适用于宽背压范围的运行工况，在整个较宽的背压范围内都可以进行优化控制，从而在整个较宽的背压范围内都可以提高柴油机功率、优化缸内燃烧、减少油耗及排放。
附图说明
本发明实施例的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1是根据本发明实施例一的用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法的示意性流程图；
图2为根据本发明实施例二的用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法的示意性流程图；
图3为根据本发明实施例三的用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法的示意性流程图。
具体实施例
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施例可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施例发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，部件、元件等的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
如前所述，常规的高压共轨柴油机排气背压范围很窄，因此当进行轨压、喷油脉宽和喷油定时控制不考虑排气背压变化，这种控制策略当柴油机应用在宽排气背压范围下时，将仅能在某个限定背压下进行喷油最优匹配控制，而在宽排气背压范围内其他背压下，则无法进行喷油最优匹配控制，即柴油机不能在整个背压范围内高效运行。本发明基于此，提出一种用于宽背压范围的高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，其在进行轨压、喷油脉宽、喷油定时控制时均基于排气背压进行，针对不同的排气背压采用不同的适合该排气背压的轨压、喷油脉宽和喷油定时，从而满足柴油机在宽背压范围工况运行时对喷油脉宽、喷油定时及喷油轨压的优化控制，在整个背压范围内提高柴油机功率、优化缸内燃烧、减少油耗及排放。
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
实施例一
图1是根据本发明实施例一的用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法的示意性流程图。
如图1所示，根据本实施例的用于宽背压范围的高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，用于控制所述高压共轨柴油机的共轨轨压，该控制方法包括：
首先，获得所述柴油机的基本参数，所述基本参数示例地包括柴油机油门位置、排气背压和转速。所述柴油机的基本参数可以通过所述柴油机的控制单元获得，例如电控单元获得油门位置等，采用本领域常用的方法，在此不再赘述。
接着，根据所述基本参数与轨压基本值的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得轨压基本值Pbasic。
例如根据存储在所述柴油机的电控单元内的数据文件获得所述基本参数与轨压基本值的关系，所述基本参数与轨压基本值的关系用于表示轨压基本值与所述基本参数，例如油门位置、排气背压和转速的对应关系，即根据该关系可以获得对于不同的油门位置、排气背压和转速所需要采用的轨压基本值Pbasic。所述基本参数与轨压基本值的关系可以为各种形式，例如函数关系，图表关系等。示例性地，在本实施例中，所述基本参数与轨压基本值的关系为MAP图，在此称为轨压基本值MAP图。
进一步地，所述基本参数与轨压基本值的关系可以预先绘制并存储在所述柴油机的电控单元内。在本实施例中，为了在宽背压范围内根据排气背压变化进行控制，可以预先建立包括排气背压在内的基本参数与轨压基本值的关系，并将其存储在所述柴油机的电控单元内。示例性地，可以预先建立或绘制多组轨压基本值与油门位置和转速的关系，每组关系表示某一排气背压或某一范围排气背压下所述轨压基本值与油门位置和转速的关系，这样当获得包括油门位置、排气背压和转速的基本参数后，首先根据排气背压选择合适的轨压基本值与油门位置和转速的关系，然后再根据该关系以及所获得的油门位置和转速获得轨压基本值Pbasic，该轨压基本值Pbasic即为所述排气背压下，适合于所述油门位置和转速的轨压基本值Pbasic。
接着，获取环境参数，并根据环境参数与轨压修正值的关系获得轨压修正值Pcmp。
示例性地，在本实施例中，所述环境参数包括所述柴油机的进气温度、进气压力和冷却水温度。所述环境参数可以通过所述柴油机内设置的各种传感器获得，在此不再赘述。可以理解的是，在其它实施例中，所述环境参数还可以包括燃油温度、机油温度等其它参数。
所述环境参数与轨压修正值的关系用于表示轨压修正值与所述环境参数，例如进气温度、进气压力和冷却水温度的对应关系，即根据该关系可以获得对于不同的进气温度、进气压力和冷却水温度所需要采用的轨压修正值Pcmp。所述环境参数与轨压修正值的关系可以为各种形式，例如函数关系，图表关系等。示例性地，在本实施例中，所述环境参数与轨压修正值的关系采用MAP图，在此称为轨压修正值MAP图。所述轨压修正值MAP图可以预先建立或绘制并存储在所述柴油机的电控单元内，当获得所述环境参数后，即可通过查询该轨压修正值MAP图获得轨压修正值Pcmp。
接着，获得所述轨压基本值和所述轨压修正值之和，并与当前所述柴油机转速对应的最大轨压值Pmax进行比较，并以二者之中较小的值作为初始目标轨压P’。
即，当获得轨压修正值Pcmp后，首先基于该轨压修正值Pcmp对轨压基本值Pbasic进行修正，即将Pbasic与Pcmp相加，使得轨压设定考虑了环境参数的影响，然后由于不同转速下轨压具有限值(即最大值)，因此需要将修正后的轨压(Pbasic+Pcmp)与当前转速下的轨压最大值Pmax进行比较，并以二者之中较小的值作为初始目标轨压P’。即如果修正后的轨压(Pbasic+Pcmp)小于轨压最大值Pmax，则取修正后的轨压(Pbasic+Pcmp)作为初始目标轨压P’；如果修正后的轨压(Pbasic+Pcmp)大于轨压最大值Pmax，则取轨压最大值Pmax作为初始目标轨压P’，以防止轨压超过轨压限值，对柴油机造成损伤。
进一步地，如图1所示，所述轨压最大值Pmax可以根据所述柴油机的转速以及所述转速与最大轨压的关系来获得。所述转速与最大轨压的关系用于表示轨压最大值Pmax与转速的对应关系，即根据该关系可以获得在不同转速所能采用的最大轨压值Pmax。所述转速与最大轨压的关系可以为各种形式，例如函数关系，图表关系等。示例性地，在本实施例中，所述转速与最大轨压的关系采用MAP图，在此称为最大轨压MAP图。所述最大轨压MAP图可以预先建立或绘制并存储在所述柴油机的电控单元内，当获得所述柴油机的转速后，即可通过查询该最大轨压MAP图获得轨压该转速下所允许的最大轨压值Pmax。
为了使所述柴油机更好地长期高效运行，一般而言对所述轨压的变化率都进行了限定，以防止相邻的目标负压变化过大，比如使所述初始目标轨压P’相比上次的最终目标轨压不能变化过大，因此在本实施例中在确定最终目标轨压P set时参考上次的最终目标轨压Plast以及当前基本参数所对应的最大轨压变化率P_chan_max。
具体地，如图1所示，首先根据所述基本参数与目标轨压变化率的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得最大轨压变化率P_chan_max。
所述基本参数与目标轨压变化率的关系用于表示目标轨压变化率与基本参数的对应关系，该对应关系可以为函数关系、图表关系等各种合适的关系。在本实施例中，所述基本参数与目标轨压变化率的关系采用MAP图，在此称为目标轨压变化率MAP图。所述目标轨压变化率MAP图可以预先建立或绘制，并存储在所述柴油机的电控单元内。当获得所述柴油机的基本参数后，通过查询目标轨压变化率MAP图便可以获得当前所述基本参数所允许的最大轨压变化率P_chan_max。
进一步地，在本实施例中，为了在宽背压范围内根据排气背压变化进行控制，可以预先建立表示包括排气背压在内的基本参数与目标轨压变化率关系的目标轨压变化率MAP图，并将其存储在所述柴油机的电控单元内。示例性地，可以预先建立或绘制多个目标轨压变化率MAP图，每个目标轨压变化率MAP图表示某一排气背压或某一范围排气背压下所述目标轨压变化率与油门位置和转速的关系，这样当获得包括油门位置、排气背压和转速的基本参数后，首先根据排气背压选择合适的目标轨压变化率MAP图，然后再根据该目标轨压变化率MAP图以及所获得的油门位置和转速获得最大轨压变化率P_chan_max，该最大轨压变化率P_chan_max即为所述排气背压下，所述油门位置和转速所允许的最大轨压变化率。
接着，基于所述最大轨压变化率P_chan_max、上次的最终目标轨压Plast以及所述初始目标轨压P’获得当前的最终目标轨压Pset。
示例性地，先将上次的最终目标轨压Plast与最大轨压变化率P_chan_max相加，然后与初始初始目标轨压P’比较，二者取小。即，如果(Plast+P_chan_max)小于P’，则取(Plast+P_chan_max)；如果(Plast+P_chan_max)大于P’，则取P’，这样便防止轨压的增大超过最大轨压变化率的限制。再将上次的最终目标轨压Plast与最大轨压变化率P_chan_max相减，并与(Plast+P_chan_max)和P’二者中较小的相比，选取较大的值作为最终目标轨压Pset。即，如果(Plast-P_chan_max)大于(Plast+P_chan_max)和P’二者中较小的，则选取(Plast-P_chan_max)作为最终目标轨压Pset；如果(Plast-P_chan_max)小于(Plast+P_chan_max)和P’二者中较小的，则选取(Plast+P_chan_max)和P’二者中较小的作为最终目标轨压Pset。这样便可以防止轨压的减小超过最大轨压变化率的限制。通过将P’，与(Plast-P_chan_max)和(Plast+P_chan_max)比较可以避免轨压的增大或减小超过最大轨压变化率的限制，从而更优地设定目标轨压Pset。
可以理解的是，上述基于所述最大轨压变化率P_chan_max、上次的最终目标轨压Plast以及所述初始目标轨压P’获得当前的最终目标轨压Pset仅是一个示例，在其它实施例中可以基于所述最大轨压变化率P_chan_max、上次的最终目标轨压Plast以及所述初始目标轨压P’采用其他方法来确定最终目标轨压Pset，只要该最终目标轨压Pset相对上次的最终目标轨压Plast的轨压变化率不超过最大轨压变化率P_chan_max即可。
当获得所述最终目标轨压Pset后，便可以通过执行器控制共轨轨压。可以理解的是，在轨压控制过程中，目标轨压Pset和实际轨压Pactual一般不同，为了使实际轨压Pactual更趋近所述目标轨压Pset，本实施例的控制方法包括对所述目标轨压Pset和实际轨压Pactual进行闭环控制。
请再次参考图1，在本实施例所述控制方法采用PID(比例-微分-积分)控制，其包括：
首先，根据所述基本参数与油泵控制阀开启时间的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得油泵控制阀开启持续时间的基本值Ton_basic。
所述基本参数与油泵控制阀开启时间的关系可以为各种合适的关系，例如函数关系、图表关系等。在本实施例中，所述基本参数与油泵控制阀开启时间的关系采用MAP图，在此称为油泵控制阀开启时间MAP图。油泵控制阀开启时间MAP图可以预先建立/绘制并存储在所述柴油机的电控单元内。示例性地，预先建立/绘制多个油泵控制阀开启时间MAP图，每个油泵控制阀开启时间MAP图表示某一排气背压或某一范围排气背压下油泵控制阀开启时间与油门位置和转速的关系，当获得所述基本参数后，首先，通过排气背压选取合适的油泵控制阀开启时间MAP图，然后通过查询选取的油泵控制阀开启时间MAP图获得油泵控制阀开启持续时间的基本值Ton_basic，Ton_basic表示当前排气背压、油门位置和转速所适合采用的油泵控制阀开启基本持续时间。
接着，根据所述基本参数与比例常数和积分常数的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得比例常数和积分常数。
所述基本参数与比例常数和积分常数的关系与前述各种关系类似，在此不做赘述。并且，示例性地对于例常数而言，可以根据所述基本参数与比例常数的关系对小偏差、正大偏差与负大偏差分别取KP、KP_PL、与KP_NL；同理对于积分常数而言，可以根据所述基本参数与积分常数的关系对对小偏差、正大偏差与负大偏差分别取KI、KI_PL、与KI_NL。
接着，根据所述最终目标轨压Pset、当前的实际轨压Pactual以及所述比例常数和积分常数获得油泵控制阀开启持续时间的修正值Ton_cmp。
具体地，根据最终目标轨压Pset和当前的实际轨压Pactual的差值，从所述的比例常数(KP、KP_PL、与KP_NL)和积分常数(KI、KI_PL、与KI_NL)中选择合适的比例常数和积分常数，然后根据该比例常数和积分常数获得油泵控制阀开启持续时间的修正值Ton_cmp。即，在本实施例中，闭环轨压控制采用可调参数增量PID算法，根据实际轨压与目标轨压的差值范围，来选择合适的比例常数、积分常数，以满足***快响应、高精度的要求。
最后，根据所述油泵控制阀开启持续时间的基本值Ton_basic和所述油泵控制阀开启持续时间的修正值Ton_cmp获得油泵控制阀开启持续时间的设定值Ton_set，并根据所述设定值Ton_set控制所述油泵控制阀开启时间，从而控制轨压并实现闭环控制。
具体地，将油泵控制阀开启持续时间的基本值Ton_basic和所述油泵控制阀开启持续时间的修正值Ton_cmp相加得到油泵控制阀开启持续时间的设定值Ton_set，然后通过执行器控制油泵控制阀(PCV)或燃油计量单元(MeUn)的开启持续时间。
此外，在柴油机启动时，可以直接基于油泵控制阀开启持续时间的最大值Ton_max来控制制油泵控制阀(PCV)或燃油计量单元(MeUn)，达到迅速建立油压的目的，便于快速启动柴油机。油泵控制阀开启持续时间的最大值Ton_max可以基于油泵控制阀最大开启时间与转速的关系获得。油泵控制阀最大开启时间与转速的关系可以为各种关系，例如函数关系、图表关系等，示例性地，在本实施例中，油泵控制阀最大开启时间与转速的关系为MAP图，在此称为油泵控制阀最大开启时间MAP，当获得柴油机的转速后，可以通过查询该油泵控制阀最大开启时间MAP获得油泵控制阀开启持续时间的最大值Ton_max。
根据本实施例的用于宽背压范围的高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，在采集柴油机油门、排气背压及柴油机转速三个输入信号后，通过查询预先绘制/建立的轨压基本值MAP得到轨压基本值，再结合环境参数对轨压基本值进行修正，并参考轨压限值及轨压变化率限值确定设定轨压，最终在设定轨压与实际轨压之间做PID计算，完成共轨轨压的控制。
实施例二
图2是根据本发明实施例二的用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法的示意性流程图。
如图2所示，根据本实施例的用于宽背压范围的高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，用于控制所述高压共轨柴油机的喷油量，该控制方法包括：
首先，获得所述柴油机的基本参数，所述基本参数包括油门位置、排气背压和转速。所述基本参数与实施例一种的类似，在此不再赘述。
接着，根据所述基本参数与喷油量基本值的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得喷油量基本值Qbasic。
所述基本参数与喷油量基本值的关系可以为各种合适的关系，例如函数关系、图表关系等，在本实施例中，所述基本参数与喷油量基本值的关系采用MAP，在此称为油量基本值MAP图。当获得所述基本参数后，通过查询油量基本值MAP图便可获得当前基本参数所适用的喷油量基本值Qbasic。
进一步地，油量基本值MAP图可以预先建立/绘制并存储在所述柴油机的电控单元内。示例性地，预先建立/绘制多个油量基本值MAP图，每个油量基本值MAP图表示某一排气背压或某一范围排气背压下油量基本值与油门位置和转速的关系，当获得所述基本参数后，首先，通过排气背压选取对应的油量基本值MAP图，然后通过查询所选取的油量基本值MAP图获得喷油量基本值Qbasic，Qbasic表示当前排气背压、油门位置和转速所适合采用的油量基本值。
接着，根据环境参数以及所述环境参数与喷油量修正值的关系，获得喷油量修正值。
示例性地，在本实施例中，所述环境参数包括所述柴油机的进气温度、进气压力和冷却水温度。所述环境参数可以通过所述柴油机内设置的各种传感器获得，在此不再赘述。可以理解的是，在其它实施例中，所述环境参数还可以包括燃油温度、机油温度等其它参数。
所述环境参数与喷油量修正值的关系用于表示喷油量修正值与所述环境参数，例如进气温度、进气压力和冷却水温度的对应关系，即根据该关系可以获得对于不同的进气温度、进气压力和冷却水温度所需要采用的喷油量修正值Qcmp。所述环境参数与喷油量修正值的关系可以为各种形式，例如函数关系，图表关系等。示例性地，在本实施例中，所述环境参数与喷油量修正值的关系采用MAP图，在此称为油量修正值MAP图。所述油量修正值MAP图可以预先建立或绘制并存储在所述柴油机的电控单元内，当获得所述环境参数后，即可通过查询该油量修正值MAP图获得喷油量修正值Qcmp。
接着，获得所述喷油量基本值和所述喷油量修正值之和，并与当前所述柴油机转速对应的最大喷油量进行比较，并以二者之中较小的值作为目标喷油量。
当获得喷油量基本值Qbasic和喷油量修正值Qcmp后，将二者相加作为初始目标喷油量Q’，并且为了避免喷油量超过限制，还与最大喷油量Qmax进行比较，选取(Qbasic+Qcmp)和Qmax中较小的值作为最终目标喷油量Qset。
最大喷油量Qmax可以基于最大喷油量Qmax与转速的关系获得。示例性地，在本实施例中，最大喷油量Qmax与转速关系采用MAP图，称为最大喷油量MAP图，当获得柴油机转速后，通过查询最大喷油量MAP图便获得当前柴油机转速所允许的最大喷油量Qmax，并以该最大喷油量Qmax来限定初始目标喷油量Q’(即Qbasic+Qcmp)的最大值。
进一步地，高压共轨***作为时间-压力式控制***，喷油量的大小实际上是由某一轨压下作用于喷油器电磁阀的喷射脉冲宽度所决定的。因此当获得最终目标喷油量Qset后，基于最终目标喷油量Qset获得喷油脉宽T。
请再次参考图2，在获得终目标喷油量Qset后，根据轨压和喷油量与喷油脉宽的关系以及所获得的所述当前实际轨压和所述目标喷油量获得喷油脉宽T。
实际轨压Pactual限定了油路中燃油的流速，因此实际轨压Pactual与目标喷油量Qset共同决定了喷油脉宽T。所述轨压和目标喷油量与喷油脉宽的关系示例性地采用MAP，在此称为喷油脉宽MAP图，当获得当前实际轨压Pactual以及目标喷油量Qset后通过查询该喷油脉宽MAP图便可获得喷油脉宽T。同样滴，喷油脉宽MAP图可以预先建立/绘制并存在所述柴油机的电控单元内。
当获得喷油脉宽T后，便可根据该喷油脉宽T控制喷油器的电磁阀，从而实现喷油量的控制。
根据本实施例的用于宽背压范围的高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，在采集柴油机油门、排气背压及柴油机转速三个输入信号后，通过查询预先建立的喷油量基本值MAP图得到喷油量基本值，并结合环境参数对喷油量基本值进行修正，并参考喷油量限值确定目标喷油量。以目标喷油量及实际轨压为输入值查询喷油脉宽图谱得到喷油脉宽值，得到喷油脉宽信号后即可进行对应喷油量的控制喷射。
可以理解的是，根据本实施例的用于宽背压范围的高压共轨柴油机的电控喷射控制方法同样适用于带预喷射控制的柴油机，预喷射和主喷射脉宽在油量分配后同样可以根据本实施例的用于宽背压范围的高压共轨柴油机的电控喷射控制方法进行脉宽转换获得。
实施例三
图3是根据本发明实施例三的用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法的示意性流程图。
如图3所示，根据本实施例的用于宽背压范围的高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，用于控制所述高压共轨柴油机的喷油定时，该控制方法包括：
首先，获得所述柴油机的基本参数和当前目标喷油量，所述基本参数包括排气背压和转速。
接着，根据喷油量和所述基本参数与喷油定时基本值的关系以及所获得的所述柴油机的当前目标喷油量和所述基本参数获得喷油定时基本值θbasic。
喷油量和所述基本参数与喷油定时基本值的关系示例性地采用MAP图，在此称为定时基本值MAP，其可以预先建立或绘制，并存储在柴油机电控单元内。示例性地，预先建立/绘制多个定时基本值MAP，每个定时基本值MAP图表示某一排气背压或某一范围排气背压下喷油定时基本值与目标喷油量和转速的关系，当获得所述基本参数后，首先，通过排气背压选取对应的定时基本值MAP，然后通过查询所选取的定时基本值MAP获得喷油定时基本值θbasic，θbasic表示当前排气背压、转速和目标喷油量所适合采用的定时基本值。
可以理解的是，目标喷油量可以通过实施二中所述的控制方法或其他合适的方法获得的柴油机的当前目标喷油量Qset。
接着，根据环境参数以及所述环境参数与喷油定时修正值的关系，获得喷油定时修正值θcmp。
示例性地，在本实施例中，所述环境参数包括所述柴油机的进气温度、进气压力和冷却水温度。所述环境参数可以通过所述柴油机内设置的各种传感器获得，在此不再赘述。可以理解的是，在其它实施例中，所述环境参数还可以包括燃油温度、机油温度等其它参数。
所述环境参数与喷油定时修正值的关系用于表示喷油定时修正值与所述环境参数，例如进气温度、进气压力和冷却水温度的对应关系，即根据该关系可以获得对于不同的进气温度、进气压力和冷却水温度所需要采用的喷油定时修正值θcmp。所述环境参数与喷油定时修正值的关系可以为各种形式，例如函数关系，图表关系等。示例性地，在本实施例中，所述环境参数与喷油定时修正值的关系采用MAP图，在此称为定时修正值MAP图。所述定时修正值MAP图可以预先建立或绘制并存储在所述柴油机的电控单元内，当获得所述环境参数后，即可通过查询该定时修正值MAP图获得喷油定时修正值θcmp。
最后，获得所述喷油定时基本值θbasic和所述喷油定时修正值θcmp之和作为目标喷油定时θset。
即，将所述喷油定时基本值θbasic和所述喷油定时修正值θcmp相加作为目标喷油定时θset。
进一步地，由于高压共轨***中，喷油定时是由作用于喷油器电磁阀的喷射脉冲定时所决定的，因此在获得目标喷油定时θset后，如图3所示，基于所述柴油机的当前瞬时转速，将所述喷油定时转换成所需转动的曲轴齿的数量n和延时时间T-delay，从而触发喷油脉冲的输出，完成喷油定时控制。
根据本实施例的用于宽背压范围的高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，在采集最终喷油量、排气背压及柴油机转速三个输入信号后，通过查询通过预先建立的喷油定时基本值MAP得到喷油基本值定时，并结合环境参数对喷油定时基本值进行修正得到目标喷油定时。然后根据柴油机当前的瞬时转速将该目标喷油定时转换成整数个曲轴齿和延时时间，从而触发喷油脉冲的输出，完成喷油定时控制。
可以理解的是，对于带预喷射控制的柴油机，预喷间隔和主喷定时同样可以根据本实施例的控制方法获得。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的物品分析设备中的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，用于控制所述高压共轨柴油机的共轨轨压，其特征在于，包括：
获得所述柴油机的基本参数，所述基本参数包括油门位置、排气背压和转速；
根据所述基本参数与轨压基本值的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得轨压基本值；
根据环境参数以及所述环境参数与轨压修正值的关系，获得轨压修正值；
获得所述轨压基本值和所述轨压修正值之和，并与当前所述柴油机转速对应的最大轨压值进行比较，并以二者之中较小的值作为初始目标轨压。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
根据所述柴油机的转速以及所述转速与最大轨压的关系，获得当前所述柴油机的转速所对应的最大轨压值。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
根据所述基本参数与目标轨压变化率的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得最大轨压变化率；
基于所述最大轨压变化率、上次的最终目标轨压以及所述初始目标轨压获得当前的最终目标轨压。
4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述环境参数包括进气温度、进气压力和冷却水温度。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，还包括：
建立所述基本参数与所述轨压基本值的关系；
建立所述基本参数与目标轨压变化率的关系。
6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，还包括：
根据所述基本参数与油泵控制阀开启时间的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得油泵控制阀开启持续时间的基本值；
根据所述基本参数与比例常数和积分常数的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得比例常数和积分常数；
根据所述当前的所述最终目标轨压、当前的实际轨压以及所述比例常数和积分常数获得油泵控制阀开启持续时间的修正值；
根据所述油泵控制阀开启持续时间的基本值和所述油泵控制阀开启持续时间的修正值获得油泵控制阀开启持续时间的设定值，并根据所述设定值控制所述油泵控制阀开启时间，从而控制轨压并实现闭环控制。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：
建立所述基本参数与所述油泵控制阀开启时间的关系；
建立所述基本参数与比例常数和积分常数的关系。
8.一种用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，用于控制所述高压共轨柴油机的喷油量，其特征在于，包括：
获得所述柴油机的基本参数，所述基本参数包括油门位置、排气背压和转速；
根据所述基本参数与喷油量基本值的关系以及所获得的当前所述柴油机的所述基本参数获得喷油量基本值；
根据环境参数以及所述环境参数与喷油量修正值的关系，获得喷油量修正值；
获得所述喷油量基本值和所述喷油量修正值之和，并与当前所述柴油机转速对应的最大喷油量进行比较，并以二者之中较小的值作为目标喷油量。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：
根据所述柴油机的转速以及所述转速与最大喷油量的关系，获得当前所述柴油机的转速所对应的最大喷油量。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：
获得所述柴油机的当前实际轨压；
根据轨压和喷油量与喷油脉宽的关系以及所获得的当前实际轨压和所述目标喷油量获得喷油脉宽；
基于所获得的喷油脉宽控制喷油器的电磁阀。
11.根据权利要求8-10中的任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述环境参数包括进气温度、进气压力和冷却水温度。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，还包括：
建立所述基本参数与所述喷油量基本值的关系。
13.一种用于高压共轨柴油机的电控喷射控制方法，用于控制所述高压共轨柴油机的喷油定时，其特征在于，包括：
获得所述柴油机的基本参数和当前目标喷油量，所述基本参数包括排气背压和转速；
根据喷油量和所述基本参数与喷油定时基本值的关系以及所获得的所述柴油机的当前目标喷油量和所述基本参数获得喷油定时基本值；
根据环境参数以及所述环境参数与喷油定时修正值的关系，获得喷油定时修正值；
获得所述喷油定时基本值和所述喷油定时修正值之和作为目标喷油定时。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，还包括：
基于所述柴油机的当前瞬时转速，将所述喷油定时转换成所需转动的曲轴齿的数量和延时时间，从而触发喷油脉冲的输出，完成喷油定时控制。
15.根据权利要求13或14所述的控制方法，其特征在于，所述环境参数包括进气温度、进气压力和冷却水温度。
16.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，还包括：
建立喷油量、排气背压和所述柴油机转速与所述喷油定时基本值的关系。
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