專利名稱：柴油噴油器檢測臺共軌系統及其系統內軌壓的控制方法
技術領域：
本發明涉及柴油汽車發動機噴油器檢測為汽車零部件功能檢測和工業控制算法 在汽車養護領域的應用，尤其涉及一種柴油噴油器檢測臺共軌系統及其系統內軌壓的控制 方法。
背景技術：
隨著人們生活質量的不斷提高，對汽車的動力性、經濟性、排放性、安全性、及舒適 性等方面的要求越來越高。柴油機以其良好的經濟性、動力性和可靠性而成為各類車輛的 主要動力，柴油機的采用率越來越高。柴油機燃油的好壞直接影響排放指標，而柴油汽車共軌噴油器長期使用后，可能 造成油污堵塞，損壞，以及噴油器電路故障等情況，噴油器檢測臺用以檢測噴油器噴油量是 否達標，是否損壞，密封和霧化性能是否良好，同時控制高壓柴油用以沖洗噴油器油污，檢 驗噴油器電路是否正常。噴油器檢測臺的使用性能取決于其關鍵共軌部件軌壓的控制精 度，因此，開發高性能的檢測臺共軌系統及軌壓的控制方法尤為有迫切。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統，其用以檢測噴油器的 功能和性能，將共軌軌壓控制在目標軌壓的士0. 5Mpa以內；本發明的另一目的在于，提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統內軌壓的控制方 法，其采用PI算法和D項模糊控制綜合算法的方法，適應不同階段調節要求，對軌壓穩定起 到較好的效果，壓力精度可達到士0. 5MPA。為實現上述目的，本發明提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統，包括一油箱、電 控高壓油泵、與該電控高壓油泵電性連接的電機、一共軌、噴油器、及分別與油箱、電控高壓 油泵、電機、共軌、噴油器相聯系的軌壓控制單元，該電控高壓油泵與油箱之間連接有一回 油管，共軌與電控高壓油泵及噴油器之間均通過一高壓油管相連通，電機帶動電控高壓油 泵將燃油從油箱傳入共軌，該共軌與電控高壓油泵之間設有一油泵比例閥以控制進入共軌 的油量，共軌上還設有一軌壓傳感器與軌壓控制單元電性聯系，噴油器一端通過油管分別 與油箱及電控高壓油泵連接。所述油箱內設有一加熱棒、溫度傳感器、及一液位傳感器，該加熱棒、溫度傳感器、 及一液位傳感器均通過軌壓控制單元進行控制調節。所述電控高壓油泵上設有油泵輸出口，一高壓油管通過該油泵輸出口將電控高壓 油泵與共軌相連通；該電控高壓油泵與油箱之間的回油管上設有一濾清器。所述共軌一端設有一共軌安全閥，共軌上設有共軌安全閥的一端通過一油管與從 噴油器一端引出的油管相連通。所述噴油器一側還設有一噴油測試量杯。所述軌壓控制單元還電性連接一緊急制動閥，該緊急制動閥分別與軌壓傳感器、溫度傳感器、及液位傳感器電性聯系。進一步地，本發明還提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統內軌壓的控制方法，其 包括如下步驟步驟1、軌壓控制單元控制電機運轉和打開噴油器，逐步建立共軌軌壓；步驟2、采用前端閉環控制的軌壓控制方法，通過PID算法和軌壓變化速率模糊控 制算法對軌壓進行調節控制，將軌壓快速穩定到目標軌壓值；步驟3、當共軌壓力持續穩定在測試工況目標軌壓值10秒后，打開噴油測試量杯 收集規定次數的噴油量；步驟4、將實際噴油量和該工況的標準值進行比較，以確定噴油器是否堵塞或損 壞、及同時控制軌壓穩定。所述步驟2中，共軌軌壓控制包括三個階段，其分別為軌壓啟動階段、軌壓上升階 段、及軌壓維持階段；軌壓啟動階段為油泵比例閥從全關到軌壓出現上升的調節過程，軌壓 上升階段為軌壓從開始上升到達目標軌壓的調節過程，軌壓維持階段為軌壓上升到目標軌 壓并維持目標軌壓的調節過程。所述在軌壓啟動階段中，通過對模糊項進行計算，以調節油泵比例閥占空比，盡快 達到啟動軌壓，減少測試等待時間；在軌壓上升階段中，對模糊項進行調節，調節軌壓按設 定速度勻速上升；在軌壓維持階段中，對PID算法中的I項進行調節，以調整軌壓的精確，同 時為壓力安全增加軌壓保護項調節。所述步驟2中，在軌壓控制過程中，采用PID算法和軌壓變化速率模糊控制算法對 電壓PWM及電流大小進行調節，調節油泵比例閥，進而調節柴油機的共軌，從而調節噴油器 壓力，在該過程中，軌壓傳感器對柴油機共軌軌壓進行采集，并將采集的軌壓作為反饋值傳 送到軌壓控制單元。本發明的有益效果本發明所提供的柴油噴油器檢測臺共軌系統及其系統內軌壓 的控制方法，其系統內軌壓控制采用前端閉環控制，通過PI算法和D項模糊控制綜合算法 的方法，適應不同階段調節要求，對軌壓穩定起到較好的效果，壓力精度可達到士0. 5MPA。為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細 說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。
下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式
詳細描述，將使本發明的技術方案 及其他有益效果顯而易見。附圖中，圖1為本發明的柴油噴油器檢測臺共軌系統結構示意圖；圖2為本發明柴油噴油器檢測臺共軌系統內軌壓的控制方法流程示意圖；圖3為本發明柴油噴油器檢測臺共軌系統內軌壓的控制方法原理圖；圖4為軌壓傳感器對應的電壓值與噴油器電流波形圖；圖5為共軌軌壓控制的三個階段示意圖；圖6為采用本發明控制方法的軌壓控制效果圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施 例及其附圖進行詳細描述。如圖1所示，本發明提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統，其包括一油箱1、電控 高壓油泵2、與該電控高壓油泵2電性連接的電機3、一共軌4、噴油器5、及分別與油箱1、電 控高壓油泵2、電機3、共軌4、噴油器5相聯系的軌壓控制單元6，該電控高壓油泵2與油箱 1之間連接有一回油管11，共軌4與電控高壓油泵2及噴油器5之間均通過一高壓油管相連 通，電機3帶動電控高壓油泵2將燃油從油箱1傳入共軌4，該共軌4與電控高壓油泵2之 間設有一油泵比例閥22以控制進入共軌4的油量，共軌4上還設有一軌壓傳感器42與軌 壓控制單元6電性聯系，噴油器5 —端通過油管52分別與油箱1及電控高壓油泵2連接。其中，油箱1內設有一加熱棒12、溫度傳感器14、及一液位傳感器16，該加熱棒 12、溫度傳感器14、及一液位傳感器16均通過軌壓控制單元6進行控制調節。電控高壓油泵2上設有油泵輸出口 24，一高壓油管26通過該油泵輸出口 24將電 控高壓油泵2與共軌4相連通；該電控高壓油泵2與油箱1之間的回油管11上還設有一濾 清器112，未進入共軌4的油量經過回油管11并通過濾清器112的過濾返回油箱1中。在本發明中，所述共軌4 一端設有一共軌安全閥44，共軌4上設有共軌安全閥44 的一端通過一油管46與從噴油器5 —端引出的油管52相連通。噴油器5 —側還設有一噴 油測試量杯54。軌壓控制單元6還電性連接一緊急制動閥62，該緊急制動閥62分別與軌 壓傳感器42、溫度傳感器14、及液位傳感器16電性連接。使用時，該軌壓控制單元6與人 機界面7相連接，對于共軌4而言，電機3帶動電動高壓油泵2將燃油壓入共軌4，為共軌4 燃油的輸入端和軌壓增壓端，共軌4連接的高壓油管48和噴油器5為共軌4燃油輸出端和 軌壓卸壓端。同時共軌4上的軌壓傳感器42為軌壓反饋介質。對于同一個測試工況，軌壓 控制單元6控制噴油器5的噴油脈寬和時間間隔按固定頻率等量輸出，同時該軌壓控制單 元6根據軌壓傳感器42的反饋，控制電動高壓油泵2輸入到共軌4中的油泵比例閥22，控 制油泵比例閥22開度，達到調節共軌軌壓作用。當進入到共軌4中的平均油量和噴油器5 噴出的油量達到動態平衡，軌壓穩定在目標軌壓，實現軌壓控制。進一步地，如圖2所示，本發明還提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統內軌壓的 控制方法，其包括如下步驟步驟1、軌壓控制單元控制電機運轉和打開噴油器，逐步建立共軌軌壓。步驟2、采用前端閉環控制的軌壓控制方法，通過PID算法和軌壓變化速率模糊控 制算法對軌壓進行調節控制，將軌壓快速穩定到目標軌壓值。步驟3、當共軌壓力持續穩定在測試工況目標軌壓值10秒后，打開噴油測試量杯 收集規定次數的噴油量。步驟4、將實際噴油量和該工況的標準值進行比較，以確定噴油器是否堵塞或損 壞、及同時控制軌壓穩定。本發明的軌壓控制采用前端閉環控制，測試工況的目標軌壓為控制算法的輸入， 軌壓傳感器采集的軌壓值為算法反饋值，輸出油泵比例閥開度。在軌壓控制過程中，采用 PID算法和軌壓變化速率模糊控制算法對電壓PWM及電流大小進行調節，調節油泵比例閥， 進而調節柴油機的共軌，從而調節噴油器壓力，在該過程中，軌壓傳感器對柴油機共軌軌壓進行采集，并將采集的軌壓作為反饋值傳送到軌壓控制單元，其控制原理如圖3所示。當軌壓調節至目標軌壓附近時，軌壓的波動主要由噴油器噴油引起，也受噴油器 回油、油溫等因素影響。軌壓波動幅度由軌壓和噴油脈寬決定，軌壓越大噴油器打開和關閉 瞬間壓力波動越大，噴油脈寬越長，軌壓波動也越大。如圖4所示，其中位于圖上方的曲線 為軌壓傳感器對應的電壓值，軌壓越高電壓越大，下方線段為噴油器電流波形，當噴油器打 開瞬間，共軌壓力在延遲0. 5ms后急速下降，當噴油器關閉瞬間，延遲0. 5ms后軌壓又急速 上升，之后做短時間震蕩。控制算法對噴油后壓力波動做調節，將軌壓快速穩定到目標軌壓 值，備下一次噴油。本發明中，噴油器的噴油量測試精度主要取決于共軌軌壓的穩定精度，在噴油量 測過程中，共軌軌壓越穩定，對實際測量的噴油量平均值越精確，因此共軌軌壓的控制對系 統的性能起決定性作用。在本發明中，步驟2的共軌軌壓控制包括三個階段(如圖5所示)， 其分別為軌壓啟動階段、軌壓上升階段、及軌壓維持階段；軌壓啟動階段為油泵比例閥從 全關到軌壓出現上升的調節過程，軌壓上升階段為軌壓從開始上升到達目標軌壓的調節過 程，軌壓維持階段為軌壓上升到目標軌壓并維持目標軌壓的調節過程。其中，在所述在軌壓 啟動階段中，主要通過對模糊項進行計算，以調節油泵比例閥占空比，盡快達到啟動軌壓， 減少測試等待時間；在軌壓上升階段中，主要對模糊項進行調節，調節軌壓按設定速度勻速 上升，將目標軌壓分為多個階段，根據實際測試情況對每個階段的模糊表進行標定和調節； 由于對軌壓精度要求較高，在軌壓維持階段中，主要對PID算法中的I項進行調節，以在較 小范圍內調整軌壓的精確，同時考慮壓力安全增加軌壓保護項調節。本發明采用的PID算 法即PI算法和D項模糊控制綜合算法，其可以適應不同階段調節要求。P項控制壓力的輸 出與輸入誤差信號成比例關系，I項消除穩態誤差，提高軌壓精度，模糊D項調節軌壓變化 速率，對軌壓變化過快或過慢起調節作用，保護項主要用于最高工況下保證壓力過高達到 安全閥打開壓力或過高損壞高壓油管或連接器件。如圖6所示，通過測試和調試，對算法各項進行修正，本發明所采用的綜合的軌壓 算法對軌壓穩定起到較好的效果，壓力精度可達到士0. 5MPA。綜上所述，本發明所提供的柴油噴油器檢測臺共軌系統及其系統內軌壓的控制方 法，其系統內軌壓控制采用前端閉環控制，通過PI算法和D項模糊控制綜合算法的方法，適 應不同階段調節要求，對軌壓穩定起到較好的效果，壓力精度可達到士0. 5MPA。以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術 構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明后附的權利 要求的保護范圍。
權利要求
一種柴油噴油器檢測臺共軌系統，其特征在于，包括一油箱、電控高壓油泵、與該電控高壓油泵電性連接的電機、一共軌、噴油器、及分別與油箱、電控高壓油泵、電機、共軌、噴油器相聯系的軌壓控制單元，該電控高壓油泵與油箱之間連接有一回油管，共軌與電控高壓油泵及噴油器之間均通過一高壓油管相連通，電機帶動電控高壓油泵將燃油從油箱傳入共軌，該共軌與電控高壓油泵之間設有一油泵比例閥以控制進入共軌的油量，共軌上還設有一軌壓傳感器與軌壓控制單元電性聯系，噴油器一端通過油管分別與油箱及電控高壓油泵連接。
2.如權利要求1所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統，其特征在于，所述油箱內設有一 加熱棒、溫度傳感器、及一液位傳感器，該加熱棒、溫度傳感器、及一液位傳感器均通過軌壓 控制單元進行控制調節。
3.如權利要求1所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統，其特征在于，所述電控高壓油泵 上設有油泵輸出口，一高壓油管通過該油泵輸出口將電控高壓油泵與共軌相連通；該電控 高壓油泵與油箱之間的回油管上設有一濾清器。
4.如權利要求1所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統，其特征在于，所述共軌一端設有 一共軌安全閥，共軌上設有共軌安全閥的一端通過一油管與從噴油器一端引出的油管相連
5.如權利要求1所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統，其特征在于，所述噴油器一側還 設有一噴油測試量杯。
6.如權利要求1所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統，其特征在于，所述軌壓控制單元 還電性連接一緊急制動閥，該緊急制動閥分別與軌壓傳感器、溫度傳感器、及液位傳感器電 性聯系。
7.一種柴油噴油器檢測臺共軌系統內軌壓的控制方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1、軌壓控制單元控制電機運轉和打開噴油器，逐步建立共軌軌壓；步驟2、采用前端閉環控制的軌壓控制方法，通過PID算法和軌壓變化速率模糊控制算 法對軌壓進行調節控制，將軌壓快速穩定到目標軌壓值；步驟3、當共軌壓力持續穩定在測試工況目標軌壓值10秒后，打開噴油測試量杯收集 規定次數的噴油量；步驟4、將實際噴油量和該工況的標準值進行比較，以確定噴油器是否堵塞或損壞、及 同時控制軌壓穩定。
8.如權利要求7所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統內軌壓的控制方法，其特征在于， 所述步驟2中，共軌軌壓控制包括三個階段，其分別為軌壓啟動階段、軌壓上升階段、及軌 壓維持階段；軌壓啟動階段為油泵比例閥從全關到軌壓出現上升的調節過程，軌壓上升階 段為軌壓從開始上升到達目標軌壓的調節過程，軌壓維持階段為軌壓上升到目標軌壓并維 持目標軌壓的調節過程。
9.如權利要求8所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統內軌壓的控制方法，其特征在于， 所述在軌壓啟動階段中，通過對模糊項進行計算，以調節油泵比例閥占空比，盡快達到啟動 軌壓，減少測試等待時間；在軌壓上升階段中，對模糊項進行調節，調節軌壓按設定速度勻 速上升；在軌壓維持階段中，對PID算法中的I項進行調節，以調整軌壓的精確，同時為壓力 安全增加軌壓保護項調節。
10.如權利要求7所述的柴油噴油器檢測臺共軌系統內軌壓的控制方法，其特征在于， 所述步驟2中，在軌壓控制過程中，采用PID算法和軌壓變化速率模糊控制算法對電壓PWM 及電流大小進行調節，調節油泵比例閥，進而調節柴油機的共軌，從而調節噴油器壓力，在 該過程中，軌壓傳感器對柴油機共軌軌壓進行采集，并將采集的軌壓作為反饋值傳送到軌 壓控制單元。
全文摘要
本發明提供一種柴油噴油器檢測臺共軌系統及其系統內軌壓的控制方法，該方法包括步驟1、軌壓控制單元控制電機運轉和打開噴油器，逐步建立共軌軌壓；步驟2、采用前端閉環控制的軌壓控制方法，通過PID算法和軌壓變化速率模糊控制算法對軌壓進行調節控制，將軌壓快速穩定到目標軌壓值；步驟3、當共軌壓力持續穩定在測試工況目標軌壓值10秒后，打開噴油測試量杯收集規定次數的噴油量；步驟4、將實際噴油量和該工況的標準值進行比較，以確定噴油器是否堵塞或損壞、及同時控制軌壓穩定。本發明采用PI算法和D項模糊控制綜合算法的方法，適應不同階段調節要求，對軌壓穩定起到較好的效果，壓力精度可達到±0.5MPa。
文檔編號F02M65/00GK101968018SQ20101025216
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月12日 優先權日2010年8月12日
發明者劉均, 姜建華, 李春 申請人:深圳市元征軟件開發有限公司