專利名稱：一種柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制領(lǐng)域，涉及一種柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
柴油發(fā)動機噴油泵體內(nèi)的泵油元件由噴油泵、柱塞和套筒組成。噴油泵體的上部是吸油腔，吸油腔通過兩個小進油孔與壓油腔相連，位于柱塞之上的壓油腔經(jīng)由柱塞上的垂直槽與吸油腔相通。供油終點以及所供的油量隨著油泵柱塞的移動而產(chǎn)生變化。當柱塞向上移動而蓋過吸油腔的進油孔時，噴油泵即開始供油；當柱塞的斜坡形控制邊緣與進油孔相遇時，供油便停止了。因此，每個柱塞位置所對應(yīng)的噴油量同發(fā)動機扭矩有一定的比例關(guān)系，與螺旋線成一定角度的柱塞旋轉(zhuǎn)到一定角度即對應(yīng)一定的噴油量。而噴油泵內(nèi)柱塞的旋轉(zhuǎn)是通過齒條的移動實現(xiàn)的。目前，由柴油發(fā)動機驅(qū)動的車輛經(jīng)常出現(xiàn)尾氣排放超標的情況，這往往是由于柴油發(fā)動機對其噴油泵的齒條移動控制不夠精確造成的，這種控制的不精確還會導(dǎo)致汽缸內(nèi)的柴油燃燒效率低下，造成燃料的浪費和燃燒不充分，排放的尾氣中有害物質(zhì)含量超標，對環(huán)境造成嚴重污染。因此，提供一種對柴油發(fā)動機噴油泵齒條移動進行精確控制的電控系統(tǒng)勢在必行。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有柴油發(fā)動機電控系統(tǒng)無法對柴油發(fā)動機噴油泵齒條移動進行精確控制的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)。本實用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下一種柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)包括發(fā)動機電控單元、發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、齒條位置控制器、齒條位移執(zhí)行器、齒條位移傳感器和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器；發(fā)動機電控單元與齒條位置控制器相連，齒條位置控制器與齒條位移執(zhí)行器相連，齒條位移執(zhí)行器與齒條位移傳感器相連，齒條位移傳感器與齒條位置控制器相連，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器分別與發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、發(fā)動機主軸相連，發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器與發(fā)動機電控單元相連；齒條位置控制器、齒條位移執(zhí)行器、齒條位移傳感器構(gòu)成位置閉環(huán)；發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、發(fā)動機電控單元、齒條位置控制器、齒條位移執(zhí)行器、發(fā)動機主軸構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)；齒條位置控制器依據(jù)其接收到的發(fā)動機電控單元傳送的齒條目標位置數(shù)據(jù)對齒條位移執(zhí)行器進行控制；齒條位移執(zhí)行器驅(qū)動發(fā)動機噴油泵的齒條以齒條目標位置數(shù)據(jù)對應(yīng)的位移極值點為邊界做往復(fù)運動；齒條位移傳感器實時檢測齒條實際到達的邊界位置，并將齒條實際到達的邊界位置數(shù)據(jù)傳送給齒條位置控制器；[0012]齒條位置控制器將齒條位移傳感器傳來的齒條實際到達的邊界位置數(shù)據(jù)與發(fā)動機電控單元傳來的齒條目標位置數(shù)據(jù)做差，獲得的位置數(shù)據(jù)差值經(jīng)過位置閉環(huán)后得到噴油泵齒條目標邊界位置的修正值，位置閉環(huán)依據(jù)齒條目標邊界位置的修正值修正噴油泵齒條位置，進而修正發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速；發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器實時檢測發(fā)動機主軸 的實際轉(zhuǎn)速，并將發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)傳送給發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器；發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器將發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器傳送的發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)與發(fā)動機電控單元傳送的目標轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)做差，獲得的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)差值經(jīng)過發(fā)動機電控單元轉(zhuǎn)換為齒條目標位置修正數(shù)據(jù)，并將該齒條目標位置修正數(shù)據(jù)傳送給齒條位置控制器；齒條位置控制器將齒條位移傳感器傳來的齒條實際到達的邊界位置數(shù)據(jù)與發(fā)動機電控單元傳來的齒條目標位置修正數(shù)據(jù)做差，獲得的位置數(shù)據(jù)差值經(jīng)過位置閉環(huán)后得到噴油泵齒條目標邊界位置的修正值，位置閉環(huán)依據(jù)齒條目標邊界位置的修正值修正噴油泵齒條位置，進而修正發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速。本實用新型的有益效果是該系統(tǒng)采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，對噴油泵的齒條移動控制精確，提高汽缸內(nèi)的柴油燃燒效率，節(jié)約燃料，進而減少柴油發(fā)動機尾氣排放中的有害物質(zhì)含量，降低對環(huán)境造成的污染。

圖I是本實用新型柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。如圖I所示，本實用新型的柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)由發(fā)動機電控單元、發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、齒條位置控制器、齒條位移執(zhí)行器、齒條位移傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器組成；發(fā)動機電控單元與齒條位置控制器相連，齒條位置控制器與齒條位移執(zhí)行器相連，齒條位移執(zhí)行器與齒條位移傳感器相連，齒條位移傳感器與齒條位置控制器相連，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器分別與發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、發(fā)動機主軸相連，發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器與發(fā)動機電控單元相連；齒條位置控制器、齒條位移執(zhí)行器、齒條位移傳感器構(gòu)成位置閉環(huán)；發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、發(fā)動機電控單元、齒條位置控制器、齒條位移執(zhí)行器、發(fā)動機主軸構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)。本實用新型的柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)的工作原理是齒條位置控制器依據(jù)發(fā)動機電控單元傳送的齒條目標位置數(shù)據(jù)對齒條位移執(zhí)行器進行控制；齒條位移執(zhí)行器驅(qū)動發(fā)動機噴油泵的齒條做往復(fù)運動；齒條位移傳感器實時將齒條的邊界位置數(shù)據(jù)傳送給齒條位置控制器；齒條位置控制器通過位置閉環(huán)修正噴油泵齒條位置，進而修正發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速；發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器實時將發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)傳送給發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器；發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)修正發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速。 本實用新型以德國的BOSCH直列式噴油泵和6DE2柴油機為對象，完成噴油泵齒條位移和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的控制實驗。其中，發(fā)動機電控單元采用Winbond (華邦)公司的W77E58單片機；齒條位移執(zhí)行采用德國BOSCH公司的電磁執(zhí)行器，該電磁執(zhí)行器由PWM波(脈寬調(diào)制信號)進行驅(qū)動，PWM波的頻率變化范圍在150Hz-250Hz之間；齒條位移傳感器采用德 國BOSCH公司電控噴油泵產(chǎn)品中的位移傳感器；齒條行程為0 20毫米，齒條位置控制器對齒條位置的控制精度< 0. 04毫米。
權(quán)利要求1.一種柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括發(fā)動機電控單元、發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、齒條位置控制器、齒條位移執(zhí)行器、齒條位移傳感器和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器；發(fā)動機電控單元與齒條位置控制器相連，齒條位置控制器與齒條位移執(zhí)行器相連，齒條位移執(zhí)行器與齒條位移傳感器相連，齒條位移傳感器與齒條位置控制器相連，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器分別與發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、發(fā)動機主軸相連，發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器與發(fā)動機電控單元相連；齒條位置控制器、齒條位移執(zhí)行器、齒條位移傳感器構(gòu)成位置閉環(huán)；發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、發(fā)動機電控單元、齒條位置控制器、齒條位移執(zhí)行器、發(fā)動機主軸構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)； 齒條位置控制器依據(jù)其接收到的發(fā)動機電控單元傳送的齒條目標位置數(shù)據(jù)對齒條位移執(zhí)行器進行控制； 齒條位移執(zhí)行器驅(qū)動發(fā)動機噴油泵的齒條以齒條目標位置數(shù)據(jù)對應(yīng)的位移極值點為邊界做往復(fù)運動； 齒條位移傳感器實時檢測齒條實際到達的邊界位置，并將齒條實際到達的邊界位置數(shù)據(jù)傳送給齒條位置控制器； 齒條位置控制器將齒條位移傳感器傳來的齒條實際到達的邊界位置數(shù)據(jù)與發(fā)動機電控單元傳來的齒條目標位置數(shù)據(jù)做差，獲得的位置數(shù)據(jù)差值經(jīng)過位置閉環(huán)后得到噴油泵齒條目標邊界位置的修正值，位置閉環(huán)依據(jù)齒條目標邊界位置的修正值修正噴油泵齒條位置，進而修正發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速； 發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器實時檢測發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速，并將發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)傳送給發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器； 發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器將發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器傳送的發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)與發(fā)動機電控單元傳送的目標轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)做差，獲得的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)差值經(jīng)過發(fā)動機電控單元轉(zhuǎn)換為齒條目標位置修正數(shù)據(jù)，并將該齒條目標位置修正數(shù)據(jù)傳送給齒條位置控制器； 齒條位置控制器將齒條位移傳感器傳來的齒條實際到達的邊界位置數(shù)據(jù)與發(fā)動機電控單元傳來的齒條目標位置修正數(shù)據(jù)做差，獲得的位置數(shù)據(jù)差值經(jīng)過位置閉環(huán)后得到噴油泵齒條目標邊界位置的修正值，位置閉環(huán)依據(jù)齒條目標邊界位置的修正值修正噴油泵齒條位置，進而修正發(fā)動機主軸的實際轉(zhuǎn)速。
專利摘要一種柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速電控系統(tǒng)屬于柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括發(fā)動機電控單元、發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、齒條位置控制器、齒條位移執(zhí)行器、齒條位移傳感器和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器；發(fā)動機電控單元與齒條位置控制器相連，齒條位置控制器與齒條位移執(zhí)行器相連，齒條位移執(zhí)行器與齒條位移傳感器相連，齒條位移傳感器與齒條位置控制器相連，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器分別與發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器、發(fā)動機主軸相連，發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制器與發(fā)動機電控單元相連。本實用新型采用位置閉環(huán)和轉(zhuǎn)速閉環(huán)的雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，對噴油泵的齒條移動控制精確，提高汽缸內(nèi)的柴油燃燒效率，節(jié)約燃料。
文檔編號F02D1/04GK202493344SQ201220120249
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者張德江, 李慧, 林志琦, 閆一功 申請人:長春工業(yè)大學(xué)