一种基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法技术

本发明专利技术公开了一种基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法，该方法通过双发动机控制器协作控制发动机，由主发动机控制器和辅发动机控制器分别进行航空发动机冗余控制，主发动机控制器和辅发动机控制器协作控制发动机运行，由主发动机控制器进行四缸燃油喷射的控制，如果主发动机控制器发生故障，立即切换到辅发动机控制器进行四缸燃油喷射的控制。该方法分别安装两套曲轴传感器和凸轮轴传感器，用于产生信号分别提供给主发动机控制器和辅发动机控制器，分别作为控制器主发动机控制器和辅发动机控制器的输入。

Redundant fuel injection method based on ETPU four cylinder diesel engine

The invention discloses a method for injection ETPU four cylinder diesel engine based on the method of redundant fuel, by double engine controller cooperative control by the main engine, auxiliary engine controller and engine controller respectively for Aeroengine redundancy control, main engine controller and auxiliary controller cooperative control engine operation control engine, four cylinder fuel injection by the main engine if the main engine controller, controller failure, immediately switch to control four cylinder fuel injection auxiliary engine controller. This method is to install two sets of crankshaft sensor and camshaft sensor for generating signals are supplied to the main engine and auxiliary engine controller controller, respectively as the main engine and auxiliary engine controller controller controller input.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空柴油发动机控制系统
，具体涉及一种基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法。
技术介绍
随着航空活塞式发动机的快速发展，传统的化油器技术已经不能满足发动机高性能的需求。而航空活塞发动机电子控制技术已日益成熟，已经慢慢取代油器技术，其基本功能是以发动机转速和负荷为基础，采集传感器信号。经过数学模型计算处理后将控制指令发送至相关执行机构，执行预定的控制功能。从而使发动机在实时工况和外界工作条件下始终处于最佳的燃烧状态。大多数发动机采用单控制器对其进行控制，如果控制系统发生故障，飞机非常有可能发生灾难性事故。考虑到航空行业的特殊性，因此需要用双发动机控制器协作控制发动机，即由主发动机控制器和辅发动机控制器进行航空发动机冗余控制。四缸柴油机在工作时，由主发动机控制器进行四缸燃油喷射的控制，如果主发动机控制器发生故障，那么会立即切换到辅发动机控制器进行控制，来进行燃油喷射，从而保证了飞机的安全。航空柴油发动机控制系统对实时性任务的要求非常高，尤其是燃油喷射脉冲信号的产生，因此ECU控制器需要有增强实时性任务的处理能力,飞思卡尔公司推出的增强型时间处理单元ETPU可以与微控制器的主CPU同时运行，处理时间事件，极大的分担主CPU的任务,提高微控制器处理实时性任务的能力。可以在无需主CPU干预的情况下完成以下指令:(1)访问共享数据；(2)指令操作；(3)产生输出波形；(4)实时输入事件管理。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提出一种基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法，实现冗余ECU对发动机的燃油喷射控制，即主发动机控制器和辅发动机控制器分别控制4路喷油器输出信号，在默认状态下，只有主发动机控制器产生的4路喷油信号是有效的，辅发动机控制器产生的4路喷油信号被禁止有效。如果主发动机控制器检测到故障，或者由于外部控制，需实时的切换到由辅发动机控制器控制，那么就是使主发动机控制器产生的4路喷油信号无效，使辅发动机控制器产生的4路喷油信号有效，从而控制发动机平稳运转。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法，该方法通过双发动机控制器协作控制发动机，由主发动机控制器和辅发动机控制器分别进行航空发动机冗余控制，主发动机控制器和辅发动机控制器协作控制发动机运行，由主发动机控制器进行四缸燃油喷射的控制，如果主发动机控制器发生故障，立即切换到辅发动机控制器进行四缸燃油喷射的控制。该方法分别安装两套曲轴传感器和凸轮轴传感器，用于产生信号分别提供给主发动机控制器和辅发动机控制器，分别作为控制器主发动机控制器和辅发动机控制器的输入。所述主发动机控制器对应的曲轴传感器和辅发动机控制器对应的曲轴传感器位置相差180度，每个ECU对应凸轮轴位置传感器根据曲轴传感器位置相应安排安装位置。该方法将发动机气缸的缸号分为物理缸号和软件缸号，物理缸号对应实际缸号，软件缸号对应软件中使用的缸号，根据具体得到的缸号和对应的ECU来安排喷油器的喷射。主发动机控制器ECU_A缺齿后第二齿时，CAM低电平时为一缸，CAM高电平时为四缸，两个发动机控制器相差180度，辅发动机控制器ECU_B检测到缺齿后第二齿，CAM低电平时为三缸，CAM高电平时为二缸。所述曲轴信号轮为60齿；第一次找到同步时，角度为0度，当曲轴转过两圈，曲轴的角度为720度，在ETPU底层将每个齿等分为128，曲轴转过720度，ETPU角度计数值累计为128*60*2，ETPU底层设计的是当曲轴第一次找到缺齿时，无论CAM是高电平还是低电平，起始角度都为0度。在某个缸一个工作循环中，进行两次中断安排，第一次中断安排在压缩上止点前168度位置处，这个中断叫预喷中断；第二次中断安排在压缩上止点前78度位置处，这个中断叫主喷中断；在中断函数处理中，需要进行ETPU底层和上层的数据交互。在主喷中断和预喷中断中，预喷中断将第一次预喷的使能位、喷油开始角度、喷油时间，第二次预喷的使能位、喷油开始角度、喷油时间赋给接口中间变量；主喷中断将主喷使能位、主喷开始角度、主喷喷油时间赋给接口中间变量；在主喷中断时，CPU中间层将以上所有的接口中间变量的值传到ETPU底层。本专利技术有益效果是:本专利技术实现冗余ECU对发动机的燃油喷射控制，即主发动机控制器和辅发动机控制器分别控制4路喷油器输出信号，在默认状态下，只有主发动机控制器产生的4路喷油信号是有效的，辅发动机控制器产生的4路喷油信号被禁止有效。如果主发动机控制器检测到故障，或者由于外部控制，需实时的切换到由辅发动机控制器控制，那么就是使主发动机控制器产生的4路喷油信号无效，使辅发动机控制器产生的4路喷油信号有效，从而控制发动机平稳运转。附图说明下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：图1是本专利技术的具体实施方式的双ECU缸号对应示意图。图2是本专利技术的具体实施方式的曲轴角度设计示意图。图3是本专利技术的具体实施方式的中断位置设计示意图。图4是本专利技术的具体实施方式的喷油参数更新示意图。图5是本专利技术的具体实施方式的ETPU系统应用架构图。图6是本专利技术的具体实施方式的柴油机喷油示意图。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。本实现方法通过飞思卡尔MPC563X系列单片机的eTPU模块来实现。控制算法通过软件的方式集成在单片机中，实现方便，且不增加额外成本。1、冗余传感器安装位置设计主发动机控制器和辅发动机控制器协作控制发动机运行，传感器分别作为控制器主发动机控制器和辅发动机控制器的输入。分别安装两套曲轴传感器和凸轮轴传感器，用于产生信号分别提供给主发动机控制器和辅发动机控制器，主发动机控制器对应的曲轴传感器和辅发动机控制器对应的曲轴传感器位置相差180度，每个ECU对应凸轮轴位置传感器根据曲轴传感器位置相应安排安装位置。主发动机控制器ECU_A的传感器安装位置是缺齿后的第二十齿的位置。辅发动机控制器ECU_B的传感器安装位置是ECU_A传感器对置位置，也就是两个传感器位置相差180度。凸轮轴传感器的安装位置根据相对应曲轴传感器的位置来安排，最终出来的信号如图1所示。2、冗余ECU缸号设计对于缸号分为物理缸号和软件缸号，物理缸号对应实际缸号，软件缸号对应软件中使用的缸号，算法根据具体得到的缸号和对应的ECU来安排喷油器的喷射。根据图1所示，ECU在找到缺齿后的第二齿，结合CAM的电平，确定缸号。如上图所示，ECU_A缺齿后第二齿时，CAM低电平时为一缸，CAM高电平时为四缸。由于两个ECU相差180度，ECU_B检测到缺齿后第二齿，CAM低电平时为三缸，CAM高电平时为二缸。ECU_A和ECU_B的的软件缸号也是一致的。下表是ECU_A和ECU_B物理缸号和软件缸号对应表。物理缸号一缸三缸四缸二缸ECU软件缸号0123自然吸气的汽油机系统是在第二齿下降沿产生中断，而后在CPU层直接读取CAM引脚的电平高低来判断缸号。而对于柴油机系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法，其特征在于,该方法通过双发动机控制器协作控制发动机，由主发动机控制器和辅发动机控制器分别进行航空发动机冗余控制，主发动机控制器和辅发动机控制器协作控制发动机运行，由主发动机控制器进行四缸燃油喷射的控制，如果主发动机控制器发生故障，立即切换到辅发动机控制器进行四缸燃油喷射的控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法，其特征在于,该方法通过双发动机控制器协作控制发动机，由主发动机控制器和辅发动机控制器分别进行航空发动机冗余控制，主发动机控制器和辅发动机控制器协作控制发动机运行，由主发动机控制器进行四缸燃油喷射的控制，如果主发动机控制器发生故障，立即切换到辅发动机控制器进行四缸燃油喷射的控制。2.根据权利要求1所述的基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法，其特征在于,该方法分别安装两套曲轴传感器和凸轮轴传感器，用于产生信号分别提供给主发动机控制器和辅发动机控制器，分别作为控制器主发动机控制器和辅发动机控制器的输入。3.根据权利要求2所述的基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法，其特征在于,所述主发动机控制器对应的曲轴传感器和辅发动机控制器对应的曲轴传感器位置相差180度，每个ECU对应凸轮轴位置传感器根据曲轴传感器位置相应安排安装位置。4.根据权利要求1所述的基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法，其特征在于,该方法将发动机气缸的缸号分为物理缸号和软件缸号，物理缸号对应实际缸号，软件缸号对应软件中使用的缸号，根据具体得到的缸号和对应的ECU来安排喷油器的喷射。5.根据权利要求4所述的基于ETPU四缸柴油机冗余燃油喷射方法，其特征在于,主发动机控制器ECU_A缺齿后第二齿时，CAM低电平时为一缸，C...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俊，郭靖，汪兴，
申请(专利权)人：安徽航瑞航空动力装备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34