用于增壓直噴汽油機的可變流量低壓燃油供油裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于增壓直噴汽油機低壓燃油供油系統的技術領域，主要涉及一種可變流量的低壓燃油供油方法。
【背景技術】
[0002]目前，國內主機廠普通使用的低壓供油方法主要是通過一個繼電器來控制低壓油泵，這種方式總是提供最大量的燃油給發動機，但是發動機不是每個時刻都需要這么多的燃油供應，多余的燃油通過油泵的溢流閥又流回油箱內。這樣會顯著增加車輛電氣負荷、燃油溫度和燃油蒸發量，增加燃油消耗，不利于滿足國家第三階段燃油限值的要求。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種能夠根據實際燃油需求量控制油泵以最合理的轉速運轉，從而降低燃油消耗、降低噪聲的用于增壓直噴汽油機的可變流量低壓燃油供油裝置及方法。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明的用于增壓直噴汽油機的可變流量低壓燃油供油裝置包括高壓油泵，低壓油泵，發動機控制單元，燃油泵控制模塊，壓力溫度傳感器；所述高壓油泵通過低壓供油管路與低壓油泵相連；壓力溫度傳感器安裝在低壓供油管路上，其輸出連接到發動機控制單元；發動機控制單元通過燃油泵控制模塊與低壓油泵連接。
[0005]壓力溫度傳感器監測低壓供油管路的燃油壓力信號、溫度信號并將其傳輸給發動機控制單元；發動機控制單元接收燃油壓力信號后，根據當前的工況可以計算出當前低壓供油系統的流量，再根據發動機實際的燃油需求及溫度相關燃油壓力要求計算并輸出PWM控制參數，通過油泵控制模塊計算出需要提供給低壓油泵的電壓值，從而控制低壓油泵以相應的轉速運轉。本發明能夠根據實際燃油需求量控制油泵以最合理的轉速運轉，從而降低燃油消耗、降低噪聲。
[0006]本發明的用于增壓直噴汽油機的可變流量低壓燃油供油方法包括下述步驟:
[0007]一、采集壓力溫度傳感器輸出的電壓信號V，并根據式(I)計算燃油壓力物理值P_raw ；
[0008]P_raw = (V-V_min)X (P_max-P_min)/(V_max-V_min) (I)
[0009]式中，V_min為正常最小輸出電壓，V_max為正常最大輸出電壓，P_min為壓力溫度傳感器最小壓力測量值，P_max為最大壓力測量值；
[0010]二、對燃油壓力物理值P_raw進行濾波后輸出P_filter，計算函數為P_filter_CALO ;
[0011]P_filter = P_filter_CAL(P_raw) (2)
[0012]三、采集壓力溫度傳感器輸出的燃油溫度T，根據實際工況的燃油流量需求Q及燃油溫度T，計算目標壓力值P_target ；
[0013]①根據公式(3)計算燃油流量需求Q ;
[0014]Q= (P_fuelXS_fuelXTI_fuel) XNX120 (3)
[0015]式中P_fuel為高壓油軌壓力(是隨發動機工作狀況變化而變化的量，用軌壓傳感器來感應)，S_fuel為噴油器噴射面積，TI_fuel為噴油脈寬，N為發動機轉速信號；
[0016]②根據油泵特性曲線，通過插值獲取可實現該燃油流量需求Q的最小低壓油壓要求p_l及最大低壓油壓要求p_2 ;
[0017]③根據溫度相關燃油壓力需求曲線，通過插值獲取溫度相關的最小燃油壓力要求:P_3 ；
[0018]@綜合考慮？_1、？_2及？_3，計算目標壓力值？3&找6七；
[0019]I)當 P_3>P_2，P_target = P_3 ；
[0020]2)當 P_2>P_3>P_1，P_target = P_3 ；
[0021]3)當 P_1>P_3，P_target = P_1 ；
[0022]四、控制實際燃油壓力P_filter以P_target為目標閉環控制，計算出所需要的控制信號目標占空比PWM_deIta，計算函數為PWM_CAL O ；
[0023]PWM_delta = PWM_CAL (P_f ilter~P_target, PWM_current, TI_delta) (4)
[0024]式中PWM_current為控制信號當前占空比，TI_delta為調整要求時間；
[0025]五、根據油泵電機特性不同的要求，判斷控制信號目標占空比PWM_delta是否超過油泵允許的變化速率PWM_delta_MAX，并據此計算出占空比修正系數PWM_factor ；
[0026]①當PWM_delta>PWM_delta_MAX，PWM_factor = O ；
[0027]②當PWM_delta = PWM_delta_MAX, PWM_factor = 0 ；
[0028]③當PWM_delta〈PWM_delta_MAX，
[0029]PWM_factor = PWM_delta_MAX — PWM_delta ；
[0030]六、根據控制信號當前占空比PWM_current、控制信號目標占空比PWM_delta及占空比修正系數PWM_factor，計算出實際輸出控制信號占空比PWM_actual ；
[0031]PWM_actual = PWM_current+PWM_deIta — PWM_factor。
[0032]本發明可根據發動機計算的實際燃油需求量，控制油泵以最合理的轉速運轉，在燃油消耗降低、噪聲降低等方面起到了很大的作用。油泵控制模塊除基本的控制油泵轉速功能以外，還具有低壓油泵故障診斷功能、電壓補償功能、溫度補償等功能。
【附圖說明】
[0033]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0034]圖1是本發明的用于增壓直噴汽油機的可變流量低壓燃油供油裝置結構示意圖。
[0035]圖2是本發明的用于增壓直噴汽油機的可變流量低壓燃油供油方法流程圖。
[0036]圖3是低壓油泵特性曲線圖。
[0037]圖4是溫度相關燃油壓力需求曲線圖:
【具體實施方式】
[0038]如圖1所示，本發明的用于增壓直噴汽油機的可變流量低壓燃油供油裝置包括高壓油泵4，低壓油泵1，發動機控制單元5，燃油泵控制模塊2，壓力溫度傳感器3 ;所述高壓油泵4通過低壓供油管路與低壓油泵I相連；壓力溫度傳感器3安裝在低壓供油管路上，其輸出連接到發動機控制單元5 ;發動機控制單元5通過燃油泵控制模塊2與低壓油泵I連接。
[0039]本發明的用于增壓直噴汽油機的可變流量低壓燃油供油方法具體如下:
[0040]一、采集壓力溫度傳感器輸出的電壓信號V，并根據內部計算公式轉換成燃油壓力物理值P_raw ；
[0041]P_raw = (V-V_min)X (P_max-P_min)/(V_max-V_min) (I)
[0042]其中V_max、V_min、P_min和P_max均為已知量，V_min為正常最小輸出電壓，V_max為正常最大輸出電壓，P_min為最小壓力測量值(壓力溫度傳感器固有參數)，P_max為最大壓力測試量(壓力溫度傳感器固有參數)；
[0043]二、對燃油壓力物理值P_raw進行濾波后輸出P_filter，可以保證信號的平滑并最大限度的保留信號特征，計算函數為P_filter_CAL();
[