一种位置式电控分配泵的制作方法

本实用新型涉及位置式电控分配泵。

背景技术：

随着国家节能减排法规的推进，作为柴油发动机的核心零部件燃油系统也一直在升级，比如电控燃油系统在柴油机上的应用越来越广泛。目前电控分配泵燃油系统是一种解决柴油机排放升级的电控燃油系统方案，其主要由位置控制式电控分配泵系统，其核心是位置式电控分配泵和发动机控制模块（ECU）和喷油器。但现存的位置式电控燃油系统在产品一致性和系统可靠性上存在一些风险，尤其是在非道路等对可靠性要求严苛的应用环境。

现有的位置式电控分配泵主要由喷油量调节机构、喷油正时调节机构、泵油部件与分配部件（柱塞）等组成，它与ECU、喷油器和相关传感器组成电控分配泵燃油系统。随着排放法规的升级，对喷油泵的生产一致性要求越来越高。而传统的位置式电控分配泵由于机械零部件加工的散差，无法保证各个转速下油量的一致性。除此之外，由于ECU与电控分配泵间通过较长距离的发动机或整车线束连接，这些线束上的接插件在实际使用中经常出现接触不良或线路烧毁的可靠性问题。

位置式电控分配泵主要应用于柴油机上，它与发动机控制单元（ECU）、喷油器构成燃油系统，负责把柴油从低压油路吸入，并适时、适量的喷射到燃烧室燃烧。现有的国内外解决方案：包括博世、杰克赛尔和国内的威孚金宁公司的位置式电控分配泵，提供的解决方案都是泵上集成电子油量调节模块，由该模块驱动柱塞上的滑套，从而控制喷油量的大小。

目前的电控燃油系统中存在最主要的不足是由于机械制造及电气零件的散差问题，导致每一台泵在同样转速、同样滑环位置的喷油量不能保持一致，从而引起发动机功率扭矩的散差，越来越无法满足逐渐提高的国家法规对排放与产品一致性的要求。比如，当在某个工况下，燃油系统准备喷射10cc的油量。因喷油量与转速、油量滑环位置相关，ECU就会驱动喷油泵上的油量执行器转动到23%的位置。但关键的问题是，每一台出厂的位置式喷油泵由于机械零部件加工的散差，不同喷油泵间同一转速、油量滑环位置上的喷油量并不相同，比如在23%的位置时对应的为10±1cc。

在现有的位置式电控分配泵控制系统方案中，整车/整机、发动机和喷油泵系统相关的传感器信号全部输入到唯一的一个发动机控制单元（ECU）上，且由该ECU进行整车/整机上不同部位的所有执行器的控制。以喷油量控制为例，介绍其实现路径。ECU根据接收到的发动机、转速等信号计算出目标的喷油量；然后ECU再根据转速和喷油量的值查表计算出目标的油量滑环位置，最后通过驱动喷油泵上的油量调节器实现油量控制。如图2所示。由于在实际使用过程中，为了安装方便，ECU与喷油泵并不是成套使用。所以，图2中转速SP、喷油量Q和油量滑环位置S间的关系是取中间状态或平均状态的喷油泵数据的，它只是一种平均值意义上数据。因此当不同的ECU与不同的喷油泵匹配时，就会出现油量不一致现象。

另外，系统的稳定性问题。由于位置式电控分配泵上有油量位置信号、喷油提前角信号、油量执行器驱动、正时电磁阀驱动等，信号较多，当ECU与喷油泵距离比较远，且中间的接插件比较多的情况下，在恶劣环境下，尤其是非道路等温度、振动较大的情况下，容易出现ECU与喷油泵间接触不良的情况，造成发动机停机等恶劣后果。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提出一种位置式电控分配泵，可以解决泵油量、提前角一致性问题、以及大大减少了线束上故障的概率，提高了系统的可靠性。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下具体的技术方案：

一种位置式电控分配泵，包括发动机、喷油泵、第一控制模块、第二控制模块、燃油温度传感器、油量调节模块、正时电磁阀、进油电磁阀、油量滑环位置传感器以及正时行程传感器，其中，

所述第一控制模块包设置在发动机上，第一控制模块的信号输入端与发动机转速电气信号、以及整车信号连接，信号输出端和第二控制模块的信号输入端连接；

所述燃油温度传感器设置在喷油泵上，用于检测喷油泵上的燃油温度信号值；

所述油量滑环位置传感器，用于检测得到油量滑环位置反馈信号；

所述正时行程传感器，用于检测并得到喷油提前角位置的正时行程反馈信号；

所述第二控制模块设置在喷油泵上，其信号输入端与所述燃油温度传感器、油量滑环位置传感器以及正时行程传感器连接，第二控制模块的信号输出端与喷油泵上的油量调节模块、正时电磁阀以及进油电磁阀连接。

所述第一控制模块为ECU、第二控制模块为PCU，所述ECU和PCU之间通过CAN总线进行通讯；PCU直接放置在喷油泵的油量调节模块中，且与油量调节模块的油量位置反馈传感器和温度传感器集成在一体，通过喷油泵内的燃油进行冷却。

所述PCU外部覆盖有三防胶涂层。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型相对于现有位置式电控分配泵，具有以下几个优点：

第一、由于智能模块（PCU）安装在喷油泵上，且智能模块中含有存储器，所以每一台喷油泵都可以把自己的个性化油量、喷油提前角数据存在该泵上供ECU读取。从而解决了泵油量、提前角一致性问题。

第二、由于智能模块在喷油泵上，它可以直接与泵上的电气部件直接相连，与ECU间的线路只有电源和通讯线，大大减少了线束上故障的概率，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型位置式电控分配泵的系统功能框图；

图2为本实用新型位置式电控分配泵的油量实现路径图；

图3为本实用新型位置式电控分配泵系统控制方案示意图；

图4为喷油量调节过程图；

图5为喷油提前角调节过程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及具体实施例对本实用新型一种位置式电控分配泵的技术方案作进一步详细说明。

每台泵出厂时，把油量、转速、燃油温度和喷油量关系的基础油量MAP固化在PCU内成为其专用的油量基础MAP。因PCU上带有存储器，所以每一台喷油泵都有一个专用的油量基础MAP(即喷油量Q、转速SP、燃油温度T与油量滑环位置S的关系表)都可以存在泵上的PCU上。这种情况下，系统喷油量的实现路径如图2所示。

如图1所示，本实用新型公开了一种位置式电控分配泵，包括发动机、喷油泵、第一控制模块、第二控制模块、燃油温度传感器、油量调节模块、正时电磁阀、进油电磁阀、油量滑环位置传感器以及正时行程传感器，其中，

所述第一控制模块包设置在发动机上，第一控制模块的信号输入端与发动机转速电气信号、以及整车信号连接，信号输出端和第二控制模块的信号输入端连接；

所述燃油温度传感器设置在喷油泵上，用于检测喷油泵上的燃油温度信号值；

所述油量滑环位置传感器，用于检测得到油量滑环位置反馈信号；

所述正时行程传感器，用于检测并得到喷油提前角位置的正时行程反馈信号；

所述第二控制模块设置在喷油泵上，其信号输入端与所述燃油温度传感器、油量滑环位置传感器以及正时行程传感器连接，第二控制模块的信号输出端与喷油泵上的油量调节模块、正时电磁阀以及进油电磁阀连接。

进一步的，作为本实用新型系统的优选方案，所述第一控制模块为ECU、第二控制模块为PCU，所述ECU和PCU之间通过CAN总线进行通讯；PCU直接放置在喷油泵的油量调节模块中，且与油量调节模块的油量位置反馈传感器和温度传感器集成在一体，通过喷油泵内的燃油进行冷却。

进一步的，作为本实用新型系统的优选方案，为了使PCU能够浸入在油中，需要使用三防胶对芯片表面进行覆盖，防止电子元器件受到柴油、水混合物的侵蚀。

另为了增强系统的可靠性和便利性，PCU与泵上传感器、执行器的连接线束尽量短，且采用独立的接插件连接；PCU与ECU的接口，采用额外的接插件连接。

喷油泵上故障处理及故障信息反馈：

喷油泵上的传感器、执行器故障根据危害等级分为两级，一种是严重故障，将导致发动机飞车；另一种是常规故障。当泵上的传感器或执行器出现常规故障时，PCU把相关的故障信息以故障码的形式通过总线及时反馈给ECU。当出现严重故障时，PCU将直接控制关闭进油电磁阀且同时发送故障信息给ECU。

本实用新型位置式电控分配泵的工作方法是：

步骤S1、所述第一控制模块采集当前发动机转速电气信号、以及整车信号计算出目标喷油量值、目标的喷油提前角值、喷油泵上进油电磁阀的期望状态信号值和发动机转速信号值，并将计算出的上述四个信号值传输给第二控制模块；

步骤S2、第二控制模块根据第一控制模块传来的上述四个信号值进行以下三个动作，分别是：

喷油量调节：第二控制模块根据第一控制模块传来的发动机转速信号值、目标喷油量值、以及结合接收自喷油泵上燃油温度传感器采集的温度信号计算出目标的油量滑环位置，再将上述所得的目标油量滑环位置与接收自喷油泵上的油量滑环位置传感器信号一起，经计算得到合适的驱动电流，驱动喷油泵上的油量调节器，使油量调节器达到目标的油量滑环位置；

喷油提前角调节：第二控制模块根据第一控制模块传来的目标喷油提前角信号，结合接收自喷油泵上的正时行程传感器信号，经计算得到合适的驱动电流，驱动正时电磁阀使喷油提前角达到目标位置；

进油电磁阀控制：第二控制模块接收来自第一控制模块传来的喷油泵上进油电磁阀的期望状态信号值后驱动喷油泵上进油电磁阀打开或关闭。

步骤S1中，所述整车信号包括：油门踏板信号、进气压力温度信号、发动机冷却液温度信号、车速信号、钥匙开关信号和刹车开关信号。

步骤S2中，驱动喷油泵上的油量调节器时采用PID控制算法。

步骤S2中，驱动正时电磁阀进行喷油时采用PID控制算法。