基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统及方法，其包括初始外特性油量模块，初始外特性油量模块与外特性油量环境修正模块连接，外特性油量环境修正模块的输出端与油量计算模块连接，油量计算模块的输出端与理论油量计算模块连接，所述理论油量计算模块还与系统油量限制模块连接，理论油量计算模块的输出端与目标油量计算模块连接，目标油量计算模块的输出端与实际喷油量计算模块连接；本发明实现油量精确控制并能有效的节约软件资源，对油门踏板变化进行判断及执行相关油量限制，解决了油门踏板开度需求已上升但实际喷油量出现减少，油门踏板开度需求已下降但实际喷油量出现增大的问题，使油量计算及控制逻辑更合理。
【专利说明】
基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种控制系统及方法，尤其是一种基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统及方法，属于柴油发动机电控系统中油量控制的技术领域。
【背景技术】
[0002]发动机电控单元获取曲轴转速传感器、油门踏板传感器等传感器信号，进行数据处理，驱动油栗计量阀、电控喷油器等执行器工作，其中发动机油量计算控制均为直接查表取值的方式，并且不根据稳瞬态、实际加/减油需求等运行条件、来对当前工况状态最佳油量计算值进行优化控制。同时，现有的一些油量控制系统存在软件资源占用较多、试验人员标定最优查表脉谱(MAP)工作量较大的问题;也存在某些油量控制系统过于简单、控制精度差的冋题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统及方法，其通过模块化设计，并且根据发动机工作状况来对油量进行计算、修正及限制，实现油量精确控制并能有效的节约软件资源，对油门踏板变化进行判断及执行相关油量限制，解决了油门踏板开度需求已上升但实际喷油量出现减少，油门踏板开度需求已下降但实际喷油量出现增大的问题，使油量计算及控制逻辑更合理。
[0004]按照本发明提供的技术方案，所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，包括用于获取初始外特性油量Ql的初始外特性油量模块，所述初始外特性油量模块与外特性油量环境修正模块连接，外特性油量环境修正模块的输出端与油量计算模块连接，油量计算模块的输出端与理论油量计算模块连接，所述理论油量计算模块还与系统油量限制模块连接，理论油量计算模块的输出端与目标油量计算模块连接，目标油量计算模块的输出端与实际喷油量计算模块连接；
[0005]外特性油量环境修正模块对初始外特性油量Ql进行环境修正，以得到环境修正后外特性油量Q4，油量计算模块根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当前油门踏板开度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5，并根据踏板修正后外特性油量Q5得到工作点计算油量Q6 ；
[0006]系统油量限制模块向理论油量计算模块传输发动机限制油量Q12，理论油量计算模块根据发动机工况、工作点计算油量Q6以及发动机限制油量Q12确定理论油量Q13;目标油量计算模块根据理论油量Q13处理获取目标油量Q14，实际喷油量计算模块根据稳瞬态、加减油状态从目标油量Q14或实测轨压查脉谱油量Q15中选择得到实际喷油量Q16。
[0007]所述初始外特性油量Ql根据发动机转速查初始外特性油量标定二维曲线得到；
[0008]外特性油量环境修正模块对初始外特性油量Ql进行环境修正时，包括在起动阶段的冷却液温度修正步骤以及在运行阶段的大气压力修正步骤;其中，对起动阶段的冷却液温度修正时，得到冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2，冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2 =初始外特性油量Ql X冷却液温度修正系数X (标准冷却液温度-当前冷却液温度)；
[0009]对运行阶段的大气压力修正时，得到大气压力对初始外特性油量的修正量Q3，大气压力对初始外特性油量的修正量Q3 =初始外特性油量Ql X大气压力油量修正系数X (大气压力输入量-标准大气压力)；
[0010]环境修正后外特性油量Q4=初始外特性油量Ql+冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2+大气压力对初始外特性油量的修正量Q3。
[0011]所述油量计算模块根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当前油门踏板开度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5的具体方法为:
[0012]I)、当η彡Nt^n彡N」，则踏板修正后外特性油量Q5 =环境修正后外特性油量Q4;
[0013]2)、iNP<n<Nj且P彡PLim，则踏板修正后外特性油量Q5 =环境修正后外特性油量Q4；
[0014]3)、当^<11<%且？<卩^，则踏板修正后外特性油量05 = [1 — 11\(?^—?)/(化一Np)] X环境修正后外特性油量Q4，且踏板修正后外特性油量Q5X);其中，NP、Nq、Nj、PLim为标定常量，η为当前发动机转速，P为当前油门踏板开度，Pum为全负荷油门限值，Np为起动阶段与运行阶段区分转速，Nq为额定功率起作用点转速，Nj为外特性停油点转速。
[00?5]所述油量计算模块根据踏板修正后外特性油量Q5得到工作点计算油量Q6的具体过程为:
[0016]步骤1、计算油量曲线折点转速N1、N2、N3，
[0017]Ni = Np+(Nq一Np) Xp;
[0018]N2 = Nh+(Nk-Nh) Xp；
[0019]N3 = Ni+(Nj-Ni) Xp；
[0020]其中，Nh、Nk标定常量，N1为当前油门踏板开度p下对应油量为0时的起始转速，Nh为怠速控制起作用点转速;Nk为额定功率起作用点与外特性停油点的油量线变化趋势调整作用点的转速，介于Nq与Nj之间；
[0021 ] 步骤2、计算折点转速N1、N2、N3对应油量Qn1、QN2、QN3，
[0022]Qni为转速见对应的踏板修正后外特性油量Q5且需要满足QN1>0;
[0023]Qn2 = QNh+P X ( QNk — QNh)；
[0024]qN3 = o;
[0025]其中，QNh为标定常量，QNk为转速Nk对应的踏板修正后外特性油量Q5，QNh为怠速控制起作用点油量；
[0026]步骤3、确定工作点计算油量Q6，
[0027]i)、当11<见时，则工作点计算油量Q6为转速η对应的踏板修正后外特性油量Q5;
[0028]ii)、当沁<11 彡N2时，则工作点计算油量Qe = Qm-(I1-N1)Z(N2-N1) X (N1-N2);
[0029]iii)、当N2<n<N3时，则工作点计算油量Q6 = (N3—η)/(Ν3—Ν2) XQn2；
[0030]iv)、当n>N3时，则工作点计算油量Q6 = 0。
[OO31 ]在得到工作点计算油量Q6后，还根据油量修正踏板标志进行限制与修正，具体包括:
[0032]步骤s1、油量修正踏板标志判断；
[0033]步骤s2、根据油量修正踏板标志对工作点计算油量Q6进行的限制和修正，
[0034]i)、当油量修正踏板标志为2且工作点计算油量Q6<Q6Lst时，则工作点计算油量Q6
—Q6Lst+Q6cor ；
[0035]ii)、当油量修正踏板标志为I，则不对工作点计算油量Q6修正；
[0036I i i i)、当油量修正踏板标志为O且工作点计算油量Q6 > Q6lst时，则工作点计算油量Q6 = Q6Lst — Q6fer;其中，Q6Lst为上一次的工作点计算油量，Q6fer为计算油量修正量。
[0037]所述油量修正踏板标志的判断方法为:当p —pLst>Pmax时，则油量修正踏板标志置2 ；当p —PLstOPmax时，则油量修正踏板标志置O，其中，P为当前油门开度，PLst为上一次油门开度。
[0038]所述油量修正踏板标志的判断方法为:记录油门踏板AD值过去z次的变化情况:若当前油门踏板AD值高于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为2;若当前油门踏板AD值低于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为O;若当前油门踏板AD值等于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为I，将过去z次的变化标志求和得到Sad，
[0039]i), ^Sad>SmaxBt，则油量修正踏板标志置2;
[0040]ii)、当SAD<Smin时，则油量修正踏板标志置O;
[0041 ] iii)、当SminSSAD彡SmaJf，则油量修正踏板标志置I ；
[0042]其中，Pmax、Smax、Smin为标定常量，PLst为上一次油门开度值，Pmax为油门踏板变化高限，Sad为z次油门踏板AD值的累加值，Smin为累加值低限，Smax为累加值高限。
[0043 ]所述系统油量限制模块根据系统油量限值输出发动机限制油量Q2，系统油量限值包括机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量QlO以及烟度限制油量Qll，根据系统油量限值得到发动机限制油量Q2的具体方法为:
[0044]i)、当发动机处于非怠速，即怠速状态标志置0，发动机限制油量Q12为机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量QlO以及烟度限制油量Qll中的最小值；
[0045]ii)、当发动机处于怠速，即怠速状态标志置I，发动机限制油量Q12为除烟度限制油量Q11外，机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量Q1中的最小值。
[0046]所述理论油量计算模块根据发动机工况、工作点计算油量Q6以及发动机限制油量Q12确定理论油量Q13的具体方法为:
[0047]当发动机处于AfterRun工况时，理论油量Q13为O;当发动机处于非AfterRun工况时，理论油量Ql 3取工作点计算油量Q6与发动机限制油量Ql 2中的较小值。
[0048]所述目标油量计算模块根据理论油量Q13获得目标油量Q14的方法为:
[0049]当发动机处于运行工况时，对理论油量Q13进行PT滤波及理论油量步长限制后得到目标油量Q14;当发动机处于非运行工况时，目标油量Q14等于理论油量Q13。
[0050]所述实际喷油量计算模块进行稳瞬态的判断方法为:当稳瞬态油量增量判定值>稳态油量增量门限值时，系统处于瞬态，稳瞬态标志置I，否则处于稳态，稳瞬态标志置O，其中，稳瞬态油量增量判定值=(理论油量Q13—上次目标油量Q14) X发动机转速X气缸数/120，稳态油量增量门限值由发动机转速查稳态油量增量门限标定曲线得到。
[0051 ]所述实际喷油量计算模块进行加/减油状态的判断方法为:当理论油量Q13>上一次的实际喷油量Q16，系统处于加油状态，加减油标志置2;当理论油量Q13<上一次的实际喷油量Q16，系统处于加油状态，加减油标志置O。
[0052]所述实际喷油量计算模块根据稳瞬态、加减油状态从目标油量Q14或实测轨压查脉谱油量Q15中选择得到实际喷油量Q16的具体方法为:
[0053]i)、当系统处于稳态时，实际喷油量Q16等于目标油量Q14;
[0054]ii)、当系统处于瞬态时，先根据发动机转速和实际轨压查油量标定三维脉谱得实测轨压查脉谱油量Q15;根据加减油状态，对实测轨压查脉谱油量Q15做步长限制、加减油方向限制及极值限制，具体为:
[0055]当系统处于加油状态:对实测轨压查脉谱油量Q15进行加油状态步长限制，使当前实测轨压查脉谱油量Q15 —上一次实测轨压查脉谱油量Q15<实际油量增量限值Q15Lim;对当前实测轨压查脉谱油量Q15进行加减油方向限制，使当前实测轨压查脉谱油量Q15—上一次实测轨压查脉谱油量Q15>0;对当前实测轨压查脉谱油量Q15进行油量极值限制，使当前实测轨压查脉谱油量以5<理论油量Q13;
[0056]当系统处于减油状态:对实测轨压查脉谱油量Q15进行减油状态步长限制，使上一次实测轨压查脉谱油量Q15—当前实测轨压查脉谱油量Q15<实际油量增量限值Q15Lim;对当前实测轨压查脉谱油量Q15进行加减油方向限制，使上一次实测轨压查脉谱油量Q15—当前实测轨压查脉谱油量Q15>0;对当前实测轨压查脉谱油量Q15进行油量极值限制，使当前实测轨压查脉谱油量Ql 5 >理论油量Ql 3;
[0057]其中，Q15Lim为标定常量，Q15Lim表示实际油量增量限值，经过加减油状态判断、步长限制、加减油方向限制、油量极值限制后，实际喷油量Q16为当前的实测轨压查脉谱油量Q15。
[0058]—种基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制方法，包括用于获取初始外特性油量Ql的初始外特性油量模块，所述初始外特性油量模块与外特性油量环境修正模块连接，外特性油量环境修正模块的输出端与油量计算模块连接，油量计算模块的输出端与理论油量计算模块连接，所述理论油量计算模块还与系统油量限制模块连接，理论油量计算模块的输出端与目标油量计算模块连接，目标油量计算模块的输出端与实际喷油量计算模块连接；
[0059]外特性油量环境修正模块对初始外特性油量Ql进行环境修正，以得到环境修正后外特性油量Q4，油量计算模块根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当前油门踏板开度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5，并根据踏板修正后外特性油量Q5得到工作点计算油量Q6 ；
[0000 ]系统油量限制模块向理论油量计算模块传输发动机限制油量Q12，理论油量计算模块根据发动机工况、工作点计算油量Q6以及发动机限制油量Q12确定理论油量Q13;目标油量计算模块根据理论油量Q13处理获取目标油量Q14，实际喷油量计算模块根据稳瞬态、加减油状态从目标油量Q14或实测轨压查脉谱油量Q15中选择得到实际喷油量Q16。
[0061 ]所述初始外特性油量Ql根据发动机转速查初始外特性油量标定二维曲线得到；
[0062]外特性油量环境修正模块对初始外特性油量Ql进行环境修正时，包括在起动阶段的冷却液温度修正步骤以及在运行阶段的大气压力修正步骤;其中，对起动阶段的冷却液温度修正时，得到冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2，冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2 =初始外特性油量Ql X冷却液温度修正系数X (标准冷却液温度-当前冷却液温度)；
[0063]对运行阶段的大气压力修正时，得到大气压力对初始外特性油量的修正量Q3，大气压力对初始外特性油量的修正量Q3 =初始外特性油量Ql X大气压力油量修正系数X (大气压力输入量-标准大气压力)；
[0064]环境修正后外特性油量Q4=初始外特性油量Ql+冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2+大气压力对初始外特性油量的修正量Q3。
[0065]所述油量计算模块根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当前油门踏板开度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5的具体方法为:
[0066]I)、当n<NpSn>Nj，则踏板修正后外特性油量Q5 =环境修正后外特性油量Q4;
[0067]2)、iNP<n<Nj且P彡PLim，则踏板修正后外特性油量Q5 =环境修正后外特性油量Q4；
[0068]3)、当^<11<%且？<卩^，则踏板修正后外特性油量05 = [1 — 11\(?^—?)/(化一Np)] X环境修正后外特性油量Q4，且踏板修正后外特性油量Q5彡O；
[0069]其中，NP、HPLim为标定常量，η为当前发动机转速，P为当前油门踏板开度，PLim为全负荷油门限值，Np为起动阶段与运行阶段区分转速，Nq为额定功率起作用点转速，％为外特性停油点转速。
[0070]本发明的优点:通过模块化设计，并且根据发动机工作状况来对油量进行计算、修正及限制，实现油量精确控制并能有效的节约软件资源;对油门踏板变化进行判断及执行相关油量限制，解决了油门踏板开度需求已上升但实际喷油量出现减少，油门踏板开度需求已下降但实际喷油量出现增大的问题，使油量计算及控制逻辑更合理。根据发动机稳瞬态、加减油状态来计算输出实际喷油量Q16，特别是瞬态时，根据实际轨压计算允许喷射的实际喷油量Q16，能解决现有技术方法下的排放恶化问题，安全可靠。
【附图说明】
[0071]图1为本发明的结构框图。
[0072]图2为本发明的传递示意图。
[0073]图3为本发明计算油量的示意图。
[0074]图4为本发明发动机工况的示意图。
[0075]附图标记说明；101-初始外特性油量模块、102-外特性油量环境修正模块、103-油量计算模块、104-系统油量限制模块、105-理论油量计算模块、106-目标油量计算模块、107-实际喷油量计算模块、201-发动机工况、202-油量修正踏板标志、203-怠速状态标志、204-稳瞬态标志、205-加减油标志、401-停机工况、402-起动托转工况、403-运行工况以及404-Af terRun 工况。
【具体实施方式】
[0076]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0077]如图1和图2所示:为了能根据发动机工作状况201来对油量进行计算、修正及限制，实现油量精确控制并能有效的节约软件资源，对油门踏板变化进行判断及执行相关油量限制，解决了油门踏板开度需求已上升但实际喷油量出现减少，油门踏板开度需求已下降但实际喷油量出现增大的问题，使油量计算及控制逻辑更合理，本发明包括用于获取初始外特性油量Ql的初始外特性油量模块101，所述初始外特性油量模块101与外特性油量环境修正模块102连接，外特性油量环境修正模块102的输出端与油量计算模块103连接，油量计算模块103的输出端与理论油量计算模块105连接，所述理论油量计算模块105还与系统油量限制模块104连接，理论油量计算模块105的输出端与目标油量计算模块106连接，目标油量计算模块106的输出端与实际喷油量计算模块107连接；
[0078]外特性油量环境修正模块102对初始外特性油量Ql进行环境修正，以得到环境修正后外特性油量Q4，油量计算模块103根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当前油门踏板开度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5，并根据踏板修正后外特性油量Q5得到工作点计算油量Q6;
[0079]系统油量限制模块104向理论油量计算模块105传输发动机限制油量Q12，理论油量计算模块105根据发动机工况201、工作点计算油量Q6以及发动机限制油量Q12确定理论油量Q13;目标油量计算模块106根据理论油量Q13处理获取目标油量Q14，实际喷油量计算模块107根据稳瞬态、加减油状态从目标油量Q14或实测轨压查脉谱油量Q15中选择得到实际喷油量Q16。
[0080]本发明实施例中，所述初始外特性油量Ql根据发动机转速查初始外特性油量标定二维曲线得到，具体地，针对特定的发动机机型号，初始外特性油量标定二维曲线根据机型设计及发动机试验确定，并写入发动机电控单元软件中。初始外特性油量模块101根据发动机转速查初始外特性油量标定二维曲线得到初始外特性油量Ql，图3中曲线Cl即为初始外特性油量标定二维曲线。
[0081 ]外特性油量环境修正模块102对初始外特性油量Ql进行环境修正时，包括在起动阶段的冷却液温度修正步骤以及在运行阶段的大气压力修正步骤;其中，对起动阶段的冷却液温度修正时，得到冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2，冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2 =初始外特性油量Ql X冷却液温度修正系数X (标准冷却液温度-当前冷却液温度)；
[0082]对运行阶段的大气压力修正时，得到大气压力对初始外特性油量的修正量Q3，大气压力对初始外特性油量的修正量Q3 =初始外特性油量Ql X大气压力油量修正系数X (大气压力输入量-标准大气压力)；
[0083]环境修正后外特性油量Q4=初始外特性油量Ql+冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2+大气压力对初始外特性油量的修正量Q3。
[0084]本发明实施例中，发动机起动时，在外特性油量环境修正模块102中，检测冷却液温度，判断冷却液温度与标准冷却液温度(标准冷却液温度通过标定后得到)的数值关系，获取冷却液温度的过程以及标定标准冷却液温度的过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
[0085]具体实施时，标准冷却液温度标定初值为40°C，如果冷却液温度<40°C，则对起动阶段的初始外特性油量Ql进行修正。此种情况常出现在较低温度冷机起动时，发动机阻力变大，适当增加起动油量，利于发动机起动。如果冷却液温度多40°C时，则不进行修正，即冷却液温度大于等于标准冷却液温度时，冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2为零。
[0086]通过低温冷机起动试验标定冷却液温度修正系数，标定后写入发动机电控单元中，具体标定冷却液温度修正系数的过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。冷却液温度<40°C时，计算冷却液温度对外特性油量的修正量Q2 =初始外特性油量Ql X冷却液温度修正系数X (400C 一冷却液温度)。冷却液温度多40°C时，冷却液温度对外特性油量的修正量Q2为O。
[0087]当车辆处于高原环境时，大气压力比较低，容易出现增压器超速或超温过高现象，需要考虑大气压力对负荷进行限制，防止增压器超速或超温过高现象，因此根据大气压力对初始外特性油量Ql进行修正。在外特性油量环境修正模块102中，检测运行阶段大气压力，判断实际大气压力、标准大气压力、大气压力下限的数值关系，标准大气压力为1lkPa，大气压力下限标定为60kPa。当实际大气压力多1lkPa时，不做修正，修正量为O;当60kPa<实际大气压力< 1lkPa时，以实际大气压力进行修正计算，大气压力输入量为实际大气压力；当实际大气压力<60kPa时，以大气压力下限的数值进行修正计算，大气压力输入量为60kPao
[0088]通过高原试验标定得到大气压力修正系数，标定后的大气压力修正系数写入发动机电控单元中，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。实际大气压力多1lkPa时，大气压力对外特性油量的修正量Q3 = 0;60kPa<实际大气压力< 1lkPa时，大气压力对外特性油量的修正量Q3 =初始外特性油量Ql X大气压力油量修正系数X (大气压力输入量一1lkPa);实际大气压力<60kPa时，大气压力对外特性油量的修正量Q3 =初始外特性油量Ql X大气压力油量修正系数X (60kPa — 1lkPa)。
[0089]本发明实施例中，起动阶段冷却液温度、运行阶段大气压力对初始外特性油量的修正后曲线为图3中曲线C2，其中，发动机转速n<NP为起动阶段，用冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2进行修正;发动机转速n>NP为运行阶段，用大气压力对初始外特性油量的修正量Q3进行修正。经过环境修正计算，环境修正后外特性油量Q4 =初始外特性油量Ql+冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2+大气压力对初始外特性油量的修正量Q3。
[0090]所述油量计算模块103根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当前油门踏板开度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5的具体方法为:
[0091 ] I)、当n<NpSn>Nj，则踏板修正后外特性油量Q5 =环境修正后外特性油量Q4;
[0092]2)、iNP<n<Nj且P彡PLim，则踏板修正后外特性油量Q5 =环境修正后外特性油量Q4；
[0093]3)、当^<11<%且？<?^，则踏板修正后外特性油量05 = [1 — 11\(?^—?)/(化一Np)] X环境修正后外特性油量Q4，且踏板修正后外特性油量Q5X);其中，NP、Nq、Nj、PLim为标定常量，η为当前发动机转速，P为当前油门踏板开度，Pum为全负荷油门限值，Np为起动阶段与运行阶段区分转速，Nq为额定功率起作用点转速，Nj为外特性停油点转速。
[0094]本发明实施例中，由环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速η、当前油门踏板开度P、全负荷油门限值PLim确定踏板修正后外特性油量Q5。通过标定全负荷油门踏板限值PLim，可以控制发动机调速线变化趋势，从而影响发动机加速性能。
[0095]具体实施时，当r^NpSr^Nj，则踏板修正后外特性油量Q5=环境修正后外特性油量Q4;当NP<n<Nj且P彡PLim，则踏板修正后外特性油量Q5 =环境修正后外特性油量Q4;当Np<n<Njiip<PLim,则踏板修正后外特性油量Q5= [ I 一η X (PLim-p)/(Nq-Np) ] X环境修正后外特性油量Q4且需要满足踏板修正后外特性油量Q5多O，其中，NP、Nq、Nj为标定常量，PLim为全负荷油门限值标定量，Np为起动阶段与运行阶段区分转速，通常等于运行工况301的起始点转速且必须低于发动机怠速转速;Nq为额定功率起作用点转速，通常高于发动机额定转速约10-20r/min;Nj为外特性停油点转速。NP、Nq、Nj均与发动机设计参数相关，通过常规技术手段进行标定，并在标定后写入发动机电控单元中，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
[0096]所述油量计算模块103根据踏板修正后外特性油量Q5得到工作点计算油量Q6的具体过程为:
[0097]步骤1、计算油量曲线折点转速N1、N2、N3，
[0098]Ni = NP+(Nq—Np) Xp;
[0099]N2 = Nh+(Nk-Nh) Xp；
[0100]N3 = Ni+(Nj-Ni) Xp；
[0101]其中，Nh、Nk标定常量，N1为当前油门踏板开度p下对应油量为0时的起始转速，Nh为怠速控制起作用点转速;Nk为额定功率起作用点与外特性停油点的油量线变化趋势调整作用点的转速，介于Nq与Nj之间；
[0102]步骤2、计算折点转速N1、N2、N3对应油量Qn1、Qn2、Qn3，
[0103]Qni为转速见对应的踏板修正后外特性油量Q5且需要满足QN1>0;
[0104]Qn2 = QNh+P X (QNk — QNh)；
[0105]Qn3 = O ；
[0106]其中，QNh为标定常量，QNk为转速Nk对应的踏板修正后外特性油量Q5，QNh为怠速控制起作用点油量；
[0107]步骤3、确定工作点计算油量Q6，
[0108]i)、当η彡见时，则工作点计算油量Q6为转速η对应的踏板修正后外特性油量Q5;
[0109]ii)、当NKn彡N2 时，则工作点计算油量 =
[0110]iii)、当N2<n<N3时，贝Ij工作点计算油量Q6 = (N3—η)/(Ν3—Ν2) XQn2；
[0111]iv)、当n>N3时，则工作点计算油量Q6 = 0。
[0112]本发明实施例中，图3中的曲线C4为实际踏板开度为P时的计算油量曲线，转速N1、N2、N3对应点为曲线C4上调速线辅助计算点。曲线上转速沁=化+(队一 NP)Xp，N2 = Nh+(Nk —Nh) X P，N3 = Ni+ (Nj — Ni) X P。其中，Nh、N1、Nk为标定常量。Nh为怠速控制起作用点转速，一般低于怠速转速5-10r/min ； Ni为当前油门踏板开度p下对应油量为O的起始转速，通过查停油点计算基准转速二维标定曲线获得，所述基准转速二维标定曲线是由油门踏板开度与转速组成的二维曲线;Nh为怠速控制起作用点转速;Nk为额定功率起作用点与外特性停油点的油量线变化趋势调整作用点的转速，介于Nq与Nj之间。
[0113]转速见、他、犯对应油量为如^2、3^1取转速见对应的踏板修正后外特性油量05且需要满足Qni彡O，Qn2 = QNh+p X (Q.—QNh)，Qn3 = O。其中，QNh为标定常量。QNh为怠速控制起作用点油量，QNk为转速Nk对应踏板修正后外特性油量Q5。
[0114]由上述条件可知，计算工作点M油量Qm，即工作点计算油量Q6的确定方法为:当η彡沁时，则Qm取转速η对应的踏板修正后外特性油量Q5 ；当N1SnSN2时，则Qm = Qni —(n —N1)/(Ν2一Ni) X (Qni一Qn2);当N2<n<N3时，则Qm= (Ν3一n)/(N3一N2) X Qn2 ；当n>N3时，则Qm=O，即工作点计算油量Q6为零。
[Ο? ?5]在得到工作点计算油量Q6后，还根据油量修正踏板标志202进行限制与修正，具体包括:
[0116]步骤s1、油量修正踏板标志202判断；
[0117]a)、通过当前油门开度P与上一次油门开度Pm直接判断；
[0118]i)、当P —PLst>Pmax时，则油量修正踏板标志202置2 ;
[0119]ii)、当P—pLst<-Pmax时，则油量修正踏板标志202置O ；
[0120]b)、记录油门踏板AD值过去z次的变化情况:若当前油门踏板AD值高于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为2;若当前油门踏板AD值低于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为O;若当前油门踏板AD值等于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为I，将过去z次的变化标志求和得到Sad，
[0121]i),^Sad>SmaxBt，则油量修正踏板标志202置2；
[0122]?)、当SAD<Smin时，则油量修正踏板标志202置O；
[0123]iii)、iSmin<SAD彡Smax时，则油量修正踏板标志202置I ；
[0124]其中，Pmax、Smax、Smin为标定常量，PLst为上一次油门开度值，Pmax为油门踏板变化高限，Sad为z次油门踏板AD值的累加值，Smin为累加值低限，Smax为累加值高限；
[0125]步骤s2、根据油量修正踏板标志202对工作点计算油量Q6进行的限制和修正，
[0126]i)、当油量修正踏板标志202为2且工作点计算油量Q6<Q6Lst时，则工作点计算油量 Q6 = Q6Lst+Q6cor ；
[0127]ii)、当油量修正踏板标志202为I，则不对工作点计算油量Q6修正；
[0128]iii)、当油量修正踏板标志202为O且工作点计算油量Q6>Q6Lst时，则工作点计算油量Q6 = Q6Lst — Q6fer;其中，Q6Lst为上一次的工作点计算油量，Q6fer为计算油量修正量。
[0129]本发明实施例中，油量修正踏板标志202判断方法有两种方法:I)、通过本次油门开度P与上一次油门开度PLst直接判断，当P —pLst>Pmax时，则油量修正踏板标志202置2;当P - PLst < -Pmx时，则油量修正踏板标志202置O。2)、记录踏板AD值过去z次的变化情况:如果当前油门踏板AD值高于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为2;如果当前油门踏板AD值低于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为O;如果当前油门踏板AD值等于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为I。将过去z次的变化标志求和得到Sad。当SAD>Smax时，则油量修正踏板标志202置2 ；当SAD<Smin时，则油量修正踏板标志202置O ； iSmin<SAD<Smax时，则油量修正踏板标志202置I。其中，Pmax、Smax、Smin为标定常量，PLst为上一次油门开度值，Pmax为油门踏板变化高限，Sad为Z次油门踏板AD值的累加值，Smin为累加值低限，Smax为累加值高限。本发明实施例中，Z的取值范围首先满足大于0，一般取5?10。
[0130]通过油量修正踏板标志202对工作点计算油量Q6进行限制和修正，以解决油门踏板开度需求上升而油量减少，油门踏板开度需求下降而油量增大问题，使油量计算逻辑更合理。具体为:当油量修正踏板标志202为2且工作点计算油量Q6<Q6Lst时，则工作点计算油量Q6 = Q6Lst+Q6Ccir;当油量修正踏板标志202为1，工作点计算油量Q6为上述的计算值，不做修正；当油量修正踏板标志202为O且工作点计算油量Q6 > Q6Lst时，则工作点计算油量Q6 =Q6Lst — Q6(；or。其中，Q6Lst为上一次的工作点计算油量，Q6(；or为计算油量修正量，一般地，Q6cor通常取为额定功率点油量/1000。[0131 ]所述系统油量限制模块104根据系统油量限值输出发动机限制油量Q2，系统油量限值包括机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量QlO以及烟度限制油量Qll，根据系统油量限值得到发动机限制油量Q2的具体方法为:
[0132]i)、当发动机处于非怠速，即怠速状态标志203置0，发动机限制油量Q12为机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量QlO以及烟度限制油量Qll中的最小值；
[0133]ii)、当发动机处于怠速，即怠速状态标志203置I，发动机限制油量Q12为除烟度限制油量Ql I外，机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量QlO中的最小值。
[0134]本发明实施例中，发动机所输出的转矩和转速必须限制在发动机的正常工作范围内，以避免超载；同时，出于对安全、排放及系统保护等因素的考虑，需要对喷射油量进行限制。通过系统油量限制模块104处理，输出发动机限制油量Ql 2。
[0135]系统限制油量包括机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量QlO以及烟度限制油量Qll，系统油量限值均为事先根据发动机设计、常规试验、三高试验、OBD试验验证后写入发动机的电控单元软件中，具体过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
[0136]发动机限制油量Q12取值的方法为:当发动机处于非怠速，即怠速状态标志203置O，发动机限制油量Ql 2为机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量QlO以及烟度限制油量Qll中的最小值；当发动机处于怠速，即怠速状态标志203置I，发动机限制油量Q12为除烟度限制油量Qll外机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量QlO中的最小值。
[0137]所述理论油量计算模块105根据发动机工况201、工作点计算油量Q6以及发动机限制油量Q12确定理论油量Q13的具体方法为:
[0138]当发动机处于AfterRun工况404时，理论油量Q13为O ；当发动机处于非AfterRun工况404时，理论油量Q13取工作点计算油量Q6与发动机限制油量Q12中的较小值。如图4所示，示出了发动机处于停机工况401、起动托转工况402、运行工况403以及AfterRun工况404间的相互关联。
[0139]本发明实施例中，发动机处于AfterRun工况404或处于非AfterRun工况404的具体判断过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
[0140]所述目标油量计算模块106根据理论油量Q13获得目标油量Q14的方法为:
[0141]当发动机处于运行工况403时，对理论油量Q13进行PT滤波及步长限制后得到目标油量Q14;当发动机处于非运行工况403时，目标油量Q14等于理论油量Q13。
[0142]本发明实施例中，目标油量计算模块106对理论油量Q13处理获得目标油量Q14。非运行工况403下，目标油量Q14等于理论油量Q13。当发动机处于运行工况403时，对理论油量Q13进行PT滤波和理论油量步长限制后得到目标油量Q14，防止油量剧烈变化。本发明实施例中，PT滤波以及理论油量步长限制的方式为本技术领域人员所熟知，通过标定优化过程确定最佳滤波及步长限制参数，此处不再赘述。
[0143]所述实际喷油量计算模块107进行稳瞬态的判断方法为:当稳瞬态油量增量判定值>稳态油量增量门限值时，系统处于瞬态，稳瞬态标志204置I，否则处于稳态，稳瞬态标志204置O，其中，稳瞬态油量增量判定值=(理论油量Q13 —上次目标油量Q14) X发动机转速X气缸数/120，稳态油量增量门限值由发动机转速查稳态油量增量门限标定曲线得到。
[0144]所述实际喷油量计算模块107进行加/减油状态的判断方法为:当理论油量Q13>上一次的实际喷油量Q16，系统处于加油状态，加减油标志205置2;当理论油量Q13<上一次的实际喷油量Q16，系统处于加油状态，加减油标志205置O。
[0145]所述实际喷油量计算模块107根据稳瞬态、加减油状态从目标油量Q14或实测轨压查脉谱油量Q15中选择得到实际喷油量Q16的具体方法为:
[0146]i)、当系统处于稳态时，实际喷油量Q16等于目标油量Q14;
[0147]ii)、当系统处于瞬态时，先根据发动机转速和实际轨压查油量标定三维脉谱得实测轨压查脉谱油量Q15;根据加减油状态，对实测轨压查脉谱油量Q15做步长限制、加减油方向限制及极值限制，具体为:
[0148]当系统处于加油状态:对实测轨压查脉谱油量Q15进行步长限制，使当前实测轨压查脉谱油量Q15 —上一次实测轨压查脉谱油量Q15<实际油量增量限值Q15Lim;对当前实测轨压查脉谱油量Q15进行加减油方向限制，使当前实测轨压查脉谱油量Q15 —上一次实测轨压查脉谱油量Q15>0;对当前实测轨压查脉谱油量Q15进行油量极值限制，使当前实测轨压查脉谱油量015<理论油量Q13;
[0149]当系统处于减油状态:对实测轨压查脉谱油量Q15进行步长限制，使上一次实测轨压查脉谱油量Q15—当前实测轨压查脉谱油量Q15<实际油量增量限值Q15Lim;对当前实测轨压查脉谱油量Q15进行加减油方向限制，使上一次实测轨压查脉谱油量Q15—当前实测轨压查脉谱油量Q15>0;对当前实测轨压查脉谱油量Q15进行油量极值限制，使当前实测轨压查脉谱油量Ql 5 >理论油量Ql 3;
[0150]其中，Q15Lim为标定常量，Q15um表示实际油量增量限值，经过加减油状态判断、步长限制、加减油方向限制、油量极值限制后，实际喷油量Q16为当前的实测轨压查脉谱油量Q15。
[0151]本发明实施例中，当系统处于加油状态:对实测轨压查脉谱油量Q15进行加油状态步长限制，使实测轨压查脉谱油量Q15 —上一次实测轨压查脉谱油量015<实际油量增量限值Q15Lim，避免轨压变化引起过大油量变化;对实测轨压查脉谱油量Q15进行加减油方向限制，使实测轨压查脉谱油量Q15 —上一次实测轨压查脉谱油量Q15>0，避免轨压波动引起油量反向变化;对实测轨压查脉谱油量Q15进行油量极值限制，使实测轨压查脉谱油量Q15<理论油量Ql 3，避免轨压上升过快引起油量过大。
[0152]当系统处于减油状态:对实测轨压查脉谱油量Q15进行减油状态步长限制，使上一次实测轨压查脉谱油量Q15 —实测轨压查脉谱油量Q15<实际油量增量限值Q15Lim，避免轨压变化引起过大油量变化;对实测轨压查脉谱油量Q15进行加减油方向限制，使上一次实测轨压查脉谱油量Q15 —实测轨压查脉谱油量Q15>0，避免轨压波动引起油量反向变化;对实测轨压查脉谱油量Q15进行油量极值限制，使实测轨压查脉谱油量以5>理论油量Q13，避免轨压下降过快引起油量过小。本发明实施例中，加油状态步长限制、减油状态步长限制以及油量极值限制的【具体实施方式】为本技术领域人员所熟知，通过标定优化过程确定最佳限制参数，此处不再赘述。
[0153]综上，本发明基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制方法，具体为:包括用于获取初始外特性油量Ql的初始外特性油量模块101，所述初始外特性油量模块101与外特性油量环境修正模块102连接，外特性油量环境修正模块102的输出端与油量计算模块103连接，油量计算模块103的输出端与理论油量计算模块105连接，所述理论油量计算模块105还与系统油量限制模块104连接，理论油量计算模块105的输出端与目标油量计算模块106连接，目标油量计算模块106的输出端与实际喷油量计算模块107连接；
[0154]外特性油量环境修正模块102对初始外特性油量Ql进行环境修正，以得到环境修正后外特性油量Q4，油量计算模块103根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当前油门踏板开度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5，并根据踏板修正后外特性油量Q5得到工作点计算油量Q6;
[0155]系统油量限制模块104向理论油量计算模块105传输发动机限制油量Q12，理论油量计算模块105根据发动机工况201、工作点计算油量Q6以及发动机限制油量Q12确定理论油量Q13;目标油量计算模块106根据理论油量Q13处理获取目标油量Q14，实际喷油量计算模块107根据稳瞬态、加减油状态从目标油量Q14或实测轨压查脉谱油量Q15中选择得到实际喷油量Q16。
[0156]本发明通过模块化设计，并且根据发动机工作状况来对油量进行计算、修正及限制，实现油量精确控制并能有效的节约软件资源;对油门踏板变化进行判断及执行相关油量限制，解决了油门踏板开度需求已上升但实际喷油量出现减少，油门踏板开度需求已下降但实际喷油量出现增大的问题，使油量计算及控制逻辑更合理。根据发动机稳瞬态、加减油状态来计算输出实际喷油量Q16，特别是瞬态时，根据实际轨压计算允许喷射的实际喷油量Q16，能解决现有技术方法下的排放恶化问题，安全可靠。
【主权项】
1.一种基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是:包括用于获取初 始外特性油量Q1的初始外特性油量模块(101)，所述初始外特性油量模块(101)与外特性油 量环境修正模块(102)连接，外特性油量环境修正模块(102)的输出端与油量计算模块 (103)连接，油量计算模块(103)的输出端与理论油量计算模块(105)连接，所述理论油量计 算模块(105)还与系统油量限制模块(104)连接，理论油量计算模块(105)的输出端与目标 油量计算模块(106)连接，目标油量计算模块(106)的输出端与实际喷油量计算模块(107) 连接；外特性油量环境修正模块(102)对初始外特性油量Q1进行环境修正，以得到环境修正 后外特性油量Q4,油量计算模块(103)根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当 前油门踏板开度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5,并根据踏板修正后外特 性油量Q5得到工作点计算油量Q6;系统油量限制模块(104)向理论油量计算模块(105)传输发动机限制油量Q12，理论油 量计算模块(105)根据发动机工况(201)、工作点计算油量Q6以及发动机限制油量Q12确定 理论油量Q13;目标油量计算模块(106)根据理论油量Q13处理获取目标油量Q14,实际喷油 量计算模块(107)根据稳瞬态、加减油状态从目标油量Q14或实测轨压查脉谱油量Q15中选 择得到实际喷油量Q16。2.根据权利要求1所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是:所 述初始外特性油量Q1根据发动机转速查初始外特性油量标定二维曲线得到；外特性油量环境修正模块(102)对初始外特性油量Q1进行环境修正时，包括在起动阶 段的冷却液温度修正步骤以及在运行阶段的大气压力修正步骤;其中，对起动阶段的冷却 液温度修正时，得到冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2，冷却液温度对初始外特性 油量的修正量Q2 =初始外特性油量Q1 X冷却液温度修正系数X (标准冷却液温度-当前冷 却液温度)；对运行阶段的大气压力修正时，得到大气压力对初始外特性油量的修正量Q3,大气压 力对初始外特性油量的修正量Q3 =初始外特性油量Q1 X大气压力油量修正系数X (大气压 力输入量-标准大气压力)；环境修正后外特性油量Q4 =初始外特性油量Q1+冷却液温度对初始外特性油量的修正 量Q2+大气压力对初始外特性油量的修正量Q3。3.根据权利要求1所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是，所 述油量计算模块(103)根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当前油门踏板开 度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5的具体方法为:1)、当n<NPSn彡Nj，则踏板修正后外特性油量Q5 =环境修正后外特性油量Q4;2)、iNP<n<Nj且p彡PLim，则踏板修正后外特性油量Q5 =环境修正后外特性油量Q4;3)、当NP<n<N:^p<PLim，则踏板修正后外特性油量Q5 = [ 1 — n X (PLim—p)/(Nq—NP)] X环境修正后外特性油量Q4,且踏板修正后外特性油量Q5》0;其中，化為^几^为标定常 量，n为当前发动机转速，p为当前油门踏板开度，PLim为全负荷油门限值，^为起动阶段与运 行阶段区分转速，Nq为额定功率起作用点转速，Nj为外特性停油点转速。4.根据权利要求1或3所述的基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征 是，所述油量计算模块(103)根据踏板修正后外特性油量Q5得到工作点计算油量Q6的具体过程为:步骤1、计算油量曲线折点转速Nl、N2、N3，Ni = Np+(Nq 一Np) X p ；N2 = Nh+(Nk—Nh) Xp;N3 = Ni+(Nj-Ni) Xp；其中，Nh、Nk标定常量，Ni为当前油门踏板开度p下对应油量为0时的起始转速，Nh为怠速 控制起作用点转速;Nk为额定功率起作用点与外特性停油点的油量线变化趋势调整作用点 的转速，介于Nq与Nj之间；步骤2、计算折点转速见、N2、N3对应油量QN1、QN2、QN3，Qni为转速见对应的踏板修正后外特性油量Q5且需要满足Qn1>0;QN2 = QNh+P X ( QNk — QNh)；QN3 = 0 ；其中，QNh为标定常量，QNk为转速Nk对应的踏板修正后外特性油量Q5，QNh为怠速控制起作 用点油量；步骤3、确定工作点计算油量Q6，i)、当11<见时，则工作点计算油量Q6为转速n对应的踏板修正后外特性油量Q5;ii)、当沁<11 彡 N2时，则工作点计算油量 Q6 = QN1—(n—N〇/(N2—N〇X(Qn1 —Qn2);iii)、当N2<n<N3时，则工作点计算油量Q6= (N3—n)/(N3—N2) XQn2;iv)、当n>N3时，贝工作点计算油量Q6 = 0。5.根据权利要求4所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是，在 得到工作点计算油量Q6后，还根据油量修正踏板标志(202)进行限制与修正，具体包括:步骤s 1、油量修正踏板标志(202)判断；步骤s2、根据油量修正踏板标志(202)对工作点计算油量Q6进行的限制和修正， i)、当油量修正踏板标志(202)为2且工作点计算油量Q6<Q6Lst时，则工作点计算油量 Q6 = Q6Lst+Q6c〇r ；i i )、当油量修正踏板标志(202)为1，则不对工作点计算油量Q6修正； i i i)、当油量修正踏板标志(202)为0且工作点计算油量Q6 >Q6Lst时，则工作点计算油 量Q6 = Q6Lst —Q6fer;其中，Q6Lst为上一次的工作点计算油量，Q6fer为计算油量修正量。6.根据权利要求5所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是，所 述油量修正踏板标志(202)的判断方法为:当P — PLst>Pmax时，则油量修正踏板标志(202)置 2 ;当p — PLst < -Pmax时，贝lj油量修正踏板标志(202 )置0，其中，P为当前油门开度，PLst为上一 次油门开度。7.根据权利要求5所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是，所 述油量修正踏板标志(202)的判断方法为:记录油门踏板AD值过去Z次的变化情况:若当前 油门踏板AD值高于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为2;若当前油门踏板AD值低 于上一次油门踏板AD值，则油门踏板AD值标记为0;若当前油门踏板AD值等于上一次油门踏 板AD值，则油门踏板AD值标记为1，将过去z次的变化标志求和得到Sad，i)、当Sad > SmaJt，则油量修正踏板标志(202)置2; i i)、当Sad < Smin时，则油量修正踏板标志(202)置0;i i i)、当Smin< Sad彡Smax时，则油量修正踏板标志(202)置1;其中，Pmax、Smax、Smin为标定常量，pLSt为上一次油门开度值，Pmax为油门踏板变化高限，Sad 为Z次油门踏板AD值的累加值，Smin为累加值低限，Smax为累加值高限。8.根据权利要求1所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是，所 述系统油量限制模块(104)根据系统油量限值输出发动机限制油量Q2，系统油量限值包括 机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量Q10以及烟度限制 油量Q11，根据系统油量限值得到发动机限制油量Q2的具体方法为:i)、当发动机处于非怠速，即怠速状态标志(203)置0,发动机限制油量Q12为机械保护 油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量Q10以及烟度限制油量Q11中 的最小值；ii)、当发动机处于怠速，即怠速状态标志(203)置1，发动机限制油量Q12为除烟度限制 油量Q11外，机械保护油量Q7、温度保护油量Q8、燃油系统保护油量Q9、故障保护油量Q10中 的最小值。9.根据权利要求1所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是，所 述理论油量计算模块(105)根据发动机工况(201)、工作点计算油量Q6以及发动机限制油量 Q12确定理论油量Q13的具体方法为:当发动机处于AfterRun工况(404)时，理论油量Q13为0;当发动机处于非AfterRun工况 (404)时，理论油量Q13取工作点计算油量Q6与发动机限制油量Q12中的较小值。10.根据权利要求1所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是， 所述目标油量计算模块(106)根据理论油量Q13获得目标油量Q14的方法为:当发动机处于运行工况(403)时，对理论油量Q13进行PT滤波及理论油量步长限制后得 到目标油量Q14;当发动机处于非运行工况(403)时，目标油量Q14等于理论油量Q13。11.根据权利要求1所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是， 所述实际喷油量计算模块(107)进行稳瞬态的判断方法为:当稳瞬态油量增量判定值 >稳 态油量增量门限值时，系统处于瞬态，稳瞬态标志(204)置1，否则处于稳态，稳瞬态标志 (204)置0,其中，稳瞬态油量增量判定值=(理论油量Q13 —上次目标油量Q14)X发动机转 速X气缸数/120，稳态油量增量门限值由发动机转速查稳态油量增量门限标定曲线得到。12.根据权利要求1所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是， 所述实际喷油量计算模块(107)进行加/减油状态的判断方法为:当理论油量Q13>上一次 的实际喷油量Q16,系统处于加油状态，加减油标志(205)置2;当理论油量Q13<上一次的实 际喷油量Q16,系统处于加油状态，加减油标志(205)置0。13.根据权利要求1所述基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制系统，其特征是， 所述实际喷油量计算模块(107)根据稳瞬态、加减油状态从目标油量Q14或实测轨压查脉谱 油量Q15中选择得到实际喷油量Q16的具体方法为:i)、当系统处于稳态时，实际喷油量Q16等于目标油量Q14;ii)、当系统处于瞬态时，先根据发动机转速和实际轨压查油量标定三维脉谱得实测轨 压查脉谱油量Q15;根据加减油状态，对实测轨压查脉谱油量Q15做步长限制、加减油方向限 制及极值限制，具体为:当系统处于加油状态:对实测轨压查脉谱油量Q15进行加油状态步长限制，使当前实测轨压查脉谱油量Q15 —上一次实测轨压查脉谱油量Q15<实际油量增量限值Q15Lim;对当前 实测轨压查脉谱油量Q15进行加减油方向限制，使当前实测轨压查脉谱油量Q15—上一次实 测轨压查脉谱油量Q15>0;对当前实测轨压查脉谱油量Q15进行油量极值限制，使当前实测 轨压查脉谱油量如5<理论油量Q13;当系统处于减油状态:对实测轨压查脉谱油量Q15进行减油状态步长限制，使上一次实 测轨压查脉谱油量Q15—当前实测轨压查脉谱油量Q15<实际油量增量限值Q15Lim;对当前 实测轨压查脉谱油量Q15进行加减油方向限制，使上一次实测轨压查脉谱油量Q15 —当前实 测轨压查脉谱油量Q15>0;对当前实测轨压查脉谱油量Q15进行油量极值限制，使当前实测 轨压查脉谱油量如5>理论油量Q13;其中，Q15um为标定常量，Q15um表示实际油量增量限值，经过加减油状态判断、步长限 制、加减油方向限制、油量极值限制后，实际喷油量Q16为当前的实测轨压查脉谱油量Q15。14.一种基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制方法，其特征是，包括用于获取初 始外特性油量Q1的初始外特性油量模块(101)，所述初始外特性油量模块(101)与外特性油 量环境修正模块(102)连接，外特性油量环境修正模块(102)的输出端与油量计算模块 (103)连接，油量计算模块(103)的输出端与理论油量计算模块(105)连接，所述理论油量计 算模块(105)还与系统油量限制模块(104)连接，理论油量计算模块(105)的输出端与目标 油量计算模块(106)连接，目标油量计算模块(106)的输出端与实际喷油量计算模块(107) 连接；外特性油量环境修正模块(102)对初始外特性油量Q1进行环境修正，以得到环境修正 后外特性油量Q4,油量计算模块(103)根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当 前油门踏板开度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5,并根据踏板修正后外特 性油量Q5得到工作点计算油量Q6;系统油量限制模块(104)向理论油量计算模块(105)传输发动机限制油量Q12，理论油 量计算模块(105)根据发动机工况(201)、工作点计算油量Q6以及发动机限制油量Q12确定 理论油量Q13;目标油量计算模块(106)根据理论油量Q13处理获取目标油量Q14,实际喷油 量计算模块(107)根据稳瞬态、加减油状态从目标油量Q14或实测轨压查脉谱油量Q15中选 择得到实际喷油量Q16。15.根据权利要求14所述的基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制方法，其特征 是，所述初始外特性油量Q1根据发动机转速查初始外特性油量标定二维曲线得到；外特性油量环境修正模块(102)对初始外特性油量Q1进行环境修正时，包括在起动阶 段的冷却液温度修正步骤以及在运行阶段的大气压力修正步骤;其中，对起动阶段的冷却 液温度修正时，得到冷却液温度对初始外特性油量的修正量Q2，冷却液温度对初始外特性 油量的修正量Q2 =初始外特性油量Q1 X冷却液温度修正系数X (标准冷却液温度-当前冷 却液温度)；对运行阶段的大气压力修正时，得到大气压力对初始外特性油量的修正量Q3,大气压 力对初始外特性油量的修正量Q3 =初始外特性油量Q1 X大气压力油量修正系数X (大气压 力输入量-标准大气压力)；环境修正后外特性油量Q4 =初始外特性油量Q1+冷却液温度对初始外特性油量的修正 量Q2+大气压力对初始外特性油量的修正量Q3。16.根据权利要求14所述的基于模块化的电控柴油发动机油量计算控制方法，其特征是，所述油量计算模块(103)根据环境修正后外特性油量Q4、当前发动机转速、当前油门踏板开度、全负荷油门限值得到踏板修正后外特性油量Q5的具体方法为: 1)、当n<NPSn彡N」，则踏板修正后外特性油量Q5=环境修正后外特性油量Q4; 2)、iNP<n<Nj且P彡PLim，则踏板修正后外特性油量Q5=环境修正后外特性油量Q4; 3)、当^<11<1^且口<?1^111，则踏板修正后外特性油量Q5= [ I — η X (PLim-p)/(Nq-Np)]X环境修正后外特性油量Q4，且踏板修正后外特性油量Q5多O; 其中，NP、Nq、Nj、Pum为标定常量，η为当前发动机转速，P为当前油门踏板开度，PumS*负荷油门限值，Np为起动阶段与运行阶段区分转速，Nq为额定功率起作用点转速，Nj为外特性停油点转速。
【文档编号】F02D41/38GK105952545SQ201610273317
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】王亚伟, 杨建川, 杨晓, 李鸿怀, 孙明超, 卢振涛
【申请人】无锡威孚高科技集团股份有限公司