专利名称：电控共轨柴油机燃油泵驱动波形控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电控共轨柴油机燃油泵驱动波形控制方法，用于电控共轨柴油机燃油泵控制领域，尤其是使用电控单体泵作为共轨系统中燃油泵的燃油系统形式。
背景技术：
目前，由于传统高压共轨系统中的高压油泵需要较高的生产工艺，因此一直受到国外厂商的垄断，导致现有高压共轨技术在国内推广缓慢，针对这种现状，基于在国内已经相对成熟的电控单体泵系统，现有一种利用电控单体泵作为柴油机高压共轨系统中高压泵的共轨形式，该高压共轨系统具有成本低，可靠性高的优点，但主要面临的问题是电控单体泵需要特殊的电流波形来对其进行控制(传统共轨泵不需要十分复杂的电流控制波形)，电流波形的好坏直接影响电控单体泵的性能及稳定性，由于电控单体泵的控制电流波形一般是由发动机ECU硬件电路来实现的，以6缸机为例，在电控单体泵系统当中，只需要有6个电流控制通道来控制6个电控单体泵即可实现喷油，而在共轨系统当中，对于ECU硬件电路而言需要有6个电流控制通道来进行喷油器的控制，如果使用电控单体泵则需要额外的两个电流控制通道来对单体泵进行控制，则进行电流控制的通道增加到了 8个，这样则极大地增加了 ECU硬件电路的成本及设计难度。
发明内容
针对上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种电控共轨柴油机燃油泵驱动波形控制方法，其使用特殊的软件控制模块，控制方式更加灵活，能够不改变原有共轨系统硬件输出管脚，同时兼顾传统共轨系统燃油泵和新型电控单体泵式共轨燃油泵的控制， 解决硬件产生控制波形产生的成本及技术难度的问题，可靠性高。本发明的技术方案是这样实现的一种电控共轨柴油机燃油泵驱动波形控制方法，其特征在于当燃油泵电磁阀有控制需求时，通过软件控制模块计算控制参数，并由 ECU中央处理单元中的TPU模块输出控制信号，具体步骤为
1)根据当前发动机运行工况计算燃油泵电磁阀工作需要的总持续时间，该持续时间与当前油泵的工作负荷相关，需要较大的供油量时，则ECU输出较长的控制信号；
2)计算燃油泵电磁阀开启所需的提升电流持续时间，提升电流持续时间与电磁阀温度及当前系统的电瓶电压有关，根据不同的温度及电瓶电压下的燃油泵电磁阀特性确定；
3)计算电流切换延迟时间，保证在燃油泵电磁阀到达升程的顶端后及时切换至保持电流控制阶段；
4)计算维持电流的相关控制参数，包括通过计算维持电流方波数量、维持电流方波高电平持续时间、维持电流方波低电平持续时间，根据燃油泵电磁阀的在不同温度、电瓶电压下的电特性，确定维持电流的控制周期、频率、占空比等信息；
5)得到上述参数的计算后，利用ECU中央处理单元中的TPU模块输出电流控制波形，在整个软件控制模块运行过程中，会实时的根据当前发动机工作状态及高压油泵的控制需求对上述参数进行调整，保证燃油泵的精确控制要求。本发明的积极效果其控制方法更加灵活，实现了不改变原有共轨系统硬件输出管脚的基础上同时兼顾传统共轨系统燃油泵和新型电控单体泵式共轨燃油泵的控制，节省了 ECU硬件本身更改带来的成本增加，更重要的是使用电控单体泵式共轨燃油泵相比国内目前的共轨系统有成本低，可靠性高等实际意义。
图1为本发明的结构框图。图2为本发明的E⑶控制燃油泵驱动波形对比图。图3为电控单体泵共轨系统燃油泵软件驱动波形展开图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述 实施例1
如图1所示，一种电控共轨柴油机燃油泵驱动波形控制方法，其特征在于当燃油泵电磁阀有控制需求时，通过软件控制模块计算控制参数，并由ECU中央处理单元中的TPU模块输出控制信号，具体步骤为
1)根据当前发动机运行工况计算燃油泵电磁阀工作需要的总持续时间，该持续时间与当前油泵的工作负荷相关，需要较大的供油量时，则ECU输出较长的控制信号；
2)计算燃油泵电磁阀开启所需的提升电流持续时间，提升电流持续时间与电磁阀温度及当前系统的电瓶电压有关，根据不同的温度及电瓶电压下的燃油泵电磁阀特性确定；
3)计算电流切换延迟时间，保证在燃油泵电磁阀到达升程的顶端后及时切换至保持电流控制阶段；
4)计算维持电流的相关控制参数，包括通过计算维持电流方波数量、维持电流方波高电平持续时间、维持电流方波低电平持续时间，根据燃油泵电磁阀的在不同温度、电瓶电压下的电特性，确定维持电流的控制周期、频率、占空比等信息；
5)得到上述参数的计算后，利用ECU中央处理单元中的TPU模块输出电流控制波形，在整个软件控制模块运行过程中，会实时的根据当前发动机工作状态及高压油泵的控制需求对上述参数进行调整，保证燃油泵的精确控制要求。引脚为燃油泵控制端，由这两个引脚来发出控制燃油泵的电流波形。如图2所示，当油泵电磁阀需要开启的时候，软件控制模块会通过ECU中央处理单元的TPU (时间处理单元)控制输出管脚输出控制信号(如附图3)，在整个软件控制波形的提升电流持续时间阶段，燃油泵的电磁阀受电磁力作用开启，在电流切换持续时间后的维持电流阶段，通过控制维持电流的大小，保证燃油泵电磁阀能够持续的保持开启，从而保证油泵的燃油供给功能。例如当发动机全负荷工作时，需要燃油泵全力工作，此时燃油泵需要用其全部的压油行程来保证最大油量的供应，由于油泵凸轮的压油行程为120度，所以本专利软件控制模块会根据当前的发动机转速对油泵控制总时间等参数进行计算，120度压油行程在发动机2100转时对应的控制时间为9523US，在得到总控制时间后，用总控制时间减去当前工况下电磁阀特性对应的开启时间(该参数由试验确定，常温下，28V电瓶电压大约在750us) 和电流切换的延迟时间(300us)，得到电磁阀开启保持的时间(952;3us - 750us - 300us =8473us),将8473us的保持时间按照当前工况对应的占空比、频率等参数进行调制(该参数通过试验确定，常温下，28V电瓶电压大约需要25%占空比输出)，最终得到控制提前角为 120度，总持续时间为9523US，提升电流时间为750us，电流切换时间为300us，维持电流方波数量2000，维持电流高电平持续时间1.06US，维持电流方波低电平持续时间3. ISus的控制波形参数，通过E⑶中央处理器中的TPU处理单元按照上述参数控制输出。同理，当发动机怠速工作时，不需要燃油泵全力工作，此时燃油泵不需要使用全部压油行程，在稳定的怠速工况下，一般只需要使用30度压油行程，所以30度压油行程在发动机800转时对应的控制时间为6250US，在得到总得控制时间后，用总持续时间减去当前工况下电磁阀特性对应的开启时间(该参数由试验确定，常温下，28V电瓶电压大约在 750us)和电流切换的延迟时间300us，得到电磁阀开启保持的时间(6350us - 750us -300us = 5200us)，将5200us的保持时间按照当前工况对应的占空比、频率等参数进行调制(该参数通过试验确定，常温下，28V电瓶电压大约需要25%占空比输出)，最终得到控制提前角为30度，总持续时间为6350US，提升电流时间为750us，电流切换时间为300us， 维持电流方波数量1000，维持电流高电平持续时间lJus，维持电流方波低电平持续时间 3. 9us的控制波形参数，通过E⑶中央处理器中的TPU处理单元按照上述参数控制输出。如图3所示，传统控制方式与本发明的控制方法参数对比见下表
权利要求
1.一种电控共轨柴油机燃油泵软件驱动波形实现方法，通过发动机ECU来实现电控共轨系统燃油泵驱动电流波形的发生，其特征是非硬件直接实现执行器控制电流波形，而是利用软件驱动电流的方式对提升电流持续时间、供油提前角、电流切换延迟时间、维持电流方波数量、维持电流方波高电平持续时间、维持电流方波低电平持续时间六个参数的调节来实现驱动波形的发生。
2.根据权利要求1所述的电控共轨柴油机燃油泵软件驱动波形实现方法，其特征是 软件驱动电流通过处理器中的TUP或者ETUP模块来实现驱动波形中六个驱动参数的调节。
3.根据权利要求1所述的电控共轨柴油机燃油泵软件驱动波形实现方法，其特征是六个驱动参数都可在一定范围内灵活调整，产生合适的驱动电流。
全文摘要
一种电控共轨柴油机燃油泵软件驱动波形实现方法，通过发动机ECU来实现电控共轨系统燃油泵驱动电流波形的发生。利用软件对提升电流持续时间、供油提前角、电流切换延迟时间、维持电流方波数量、维持电流方波高电平持续时间、维持电流方波低电平持续时间六个参数的调节来实现电控共轨柴油机燃油泵驱动波形的发生。
文档编号F02D41/00GK102434295SQ201110423139
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者吕贵林, 吕颖, 张鹏, 李骏, 王明卿 申请人:中国第一汽车股份有限公司