CN102705089A - 一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法和系统 - Google Patents

一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法，包括：A、进行标准喷油流量喷油器实验，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线；B、每隔一段时间对待测发动机进行一次瞬态轨压的测量，得到轨压压降与喷油流量的当前关系曲线；C、将所述当前关系曲线与所述基准关系曲线比较，若在预定数量的工况下所述当前关系曲线与所述基准关系曲线的差值都超过预定阀值，则认为喷孔的喷油流量发生了变动，记录一次轨压压降。本发明提供一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法和系统，用于确定轨压信号和喷孔流量变动之间的关系并实现喷孔流量变动的在线诊断。

Description

一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法和系统
技术领域
本发明涉及控制技术领域，特别涉及一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法和系统。
背景技术
在高压共轨发动机中，轨压（共轨压力）信号是电控系统中的关键信号。通过对轨压信号进行处理，可以得出很多有用的信息，例如某些信息可以用于系统性能的提升。
现有产品电控单元的轨压信号的处理一般分为两种，如图1所示。
第一种方式，稳态轨压处理方法被用于轨压控制；例如设定A/D采样周期为1ms，然后对其取10点峰值，再进行滤波。
第二种方式，瞬态轨压计算方法被用于计算加电时间；例如喷射开始前按照400us的间隔采样。
瞬态轨压信号：轨压传感器信号未经处理的原始特征量。
稳态轨压信号：轨压传感器信号经处理后的特征量。
但传统的轨压信号的处理方法主要用于功能控制，很难解决系统诊断问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法和系统，用于确定轨压信号和喷孔流量变动之间的关系并实现喷孔流量变动的在线诊断。
本发明提供一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法，所述方法包括：
A、进行标准喷油流量喷油器实验，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线；
B、每隔一段时间对待测发动机进行一次瞬态轨压的测量，得到轨压压降与喷油流量的当前关系曲线；
C、将所述当前关系曲线与所述基准关系曲线比较，若在预定数量的工况下所述当前关系曲线与所述基准关系曲线的差值都超过预定阀值，则认为喷孔的喷油流量发生了变动，记录一次轨压压降。
优选地，所述方法进一步包括：
D、当所述轨压压降数量达到设定的门限时，则给出报警信号。
优选地，所述步骤A具体为：
抽样选择一批喷油器，测试不同喷油流量对应的瞬态轨压压降；
瞬态轨压压降根据多次喷油流量引起的压降取平均，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线。
优选地，
所述喷油器采用WP10.336机型，发动机转速为1000转，设定轨压为1400bar的轨压压降作为实验条件，同时控制提前角，以及发动机温度在一定的范围内。
优选地，所述瞬态轨压压降是轨压传感器利用1ms的A/D采样采集。
本发明还提供一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的系统，所述系统包括：
基准关系曲线生成单元，用于进行标准喷油流量喷油器实验，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线；
当前关系曲线生成单元，用于每隔一段时间对待测发动机进行一次瞬态轨压的测量，得到轨压压降与喷油流量的当前关系曲线；
处理单元，用于将所述当前关系曲线与所述基准关系曲线比较，若在预定数量的工况下所述当前关系曲线与所述基准关系曲线的差值都超过预定阀值，则认为喷孔的喷油流量发生了变动，记录一次轨压压降。
优选地，所述系统进一步包括：
判断单元，用于当所述轨压压降数量达到设定的门限时，则给出报警信号。
优选地，所述基准关系曲线生成单元具体包括：
测试单元，用于抽样选择一批喷油器，测试不同喷油流量对应的瞬态轨压压降；
计算单元，用于瞬态轨压压降根据多次喷油流量引起的压降取平均，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线。
优选地，
所述喷油器采用WP10.336机型，发动机转速为1000转，设定轨压为1400bar的轨压压降作为实验条件，同时控制提前角，以及发动机温度在一定的范围内。
优选地，所述瞬态轨压压降是轨压轨压传感器利用1ms的A/D采样采集。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例所述方法利用现有的传感器，充分利用瞬态轨压压降与喷油量之间的关系，在不增加电控系统物理成本的基础上实现了喷油器流量变动的诊断。
附图说明
图1是现有常用的轨压信号处理方式示意图；
图2是本发明实施例所述瞬态轨压曲线图；
图3是本发明实施例所述瞬态轨压与流量关系示意图；
图4是本发明实施例所述轨压压降与设定喷油油量间的基准关系曲线图；
图5是本发明实施例所述流量变动后轨压压降与喷油流量的当前关系曲线图；
图6是本发明实施例所述基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法流程图；
图7是本发明实施例所述基于轨压信号识别喷孔流量变动的系统结构图。
具体实施方式
本发明提供一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法和系统，用于确定轨压信号和喷孔流量变动之间的关系并实现喷孔流量变动的在线诊断。
为了便于本领域技术人员的理解，下面一下解释相关术语和本发明应用的原理。
瞬态轨压：轨压传感器信号未经处理的原始特征量。
静态泄漏：燃油系统中由于密封不严产生的燃油泄漏。
动态泄漏：燃油系统中主动喷射、回油等产生的燃油泄漏。
在高压共轨系统中，一定轨压下共轨管中存在如下流量平衡：
QMeUn=QPump-Leak+QInj+QInj-Leak+QZeroThrottle
其中：QMeUn为高压油泵的供油量；QPump-Leak为高压油泵的泄油量，包括通过流量计量单元Meun阀和柱塞间隙的泄漏；QInj为喷油量；QInj-Leak为喷油器喷油产生的泄油量，包括静态泄漏和动态回油；QZero Throttle为零油量孔的泄油量。
在发动机运行过程中，喷油油量引起的轨压的波动与喷油量的关系非常密切，如图2所示，一定喷油油量下，不同时刻瞬态轨压的波动基本一致。
根据喷油器的原理，在实际工作中，由于喷油器针阀直径很小QInj-Leak可以忽略不计；与喷油器的老化速度相比，油泵的老化可以忽略，在一定时间段内，可以认为QPump-Leak基本不变；喷孔流量变动之后，最直接的影响是喷油量的变动，而不同的喷油量引起轨压的波动幅度不同，利用瞬态轨压压降可以识别出喷孔流量的变动。
基本原理示意图如图3所示，实线为正常流量，虚线为实际流量，如果喷油器的流量变小，其对应的瞬态轨压波动也会减小。
参见图4至图6，图4是本发明实施例所述轨压压降与设定喷油油量间的基准关系曲线图；图5是本发明实施例所述流量变动后轨压压降与喷油流量的当前关系曲线图；图6是本发明实施例所述基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法流程图。
利用传统轨压控制，根据喷油器的设定喷油油量和当前轨压信号，通过查已知对应表可以得到喷油器的加电时间，同样根据当前轨压信号和喷油器的加电时间也可以反求得到某一工况的喷油油量。
本发明实施例所述基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法，包括：
S100、进行标准喷油流量喷油器实验，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线。
所述步骤S100可以具体包括：
1）抽样选择一批喷油器，测试不同喷油流量对应的瞬态轨压压降。
具体可以在发动机台架上进行标准流量喷油器实验，抽样选择一批喷油器，测试不同喷油流量（也称喷油油量）对应的瞬态轨压压降。
2）瞬态轨压压降根据多次喷油流量引起的压降取平均，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线。该曲线参见图4所示。
本发明抽样选择一批喷油器具体可以采用WP10.336机型，发动机转速为1000转，设定轨压为1400bar的轨压压降作为实验条件，同时控制提前角，以及发动机温度在一定的范围内。
S200、每隔一段时间对待测发动机进行一次瞬态轨压的测量，得到轨压压降与喷油流量的当前关系曲线。
当前待测发动机正常工作时，每隔一段时间进行一次瞬态轨压的测量，得到轨压压降与喷油流量的当前关系曲线。
所述瞬态轨压压降是轨压传感器利用1ms的A/D采样采集。通过提取预定次数，例如100次喷油引起的瞬态轨压压降，其轨压压降的提取根据曲轴角度信号，同时根据曲轴角度信号进行判缸，在喷油前提取最大值，喷油后提取最小值作为本次喷射的轨压压降。针对预定次数，例如100次轨压压降去除例如10个最大值，10个最小值，然后取均值，用于表征某一缸喷油器的油嘴状态。
S300、将所述当前关系曲线与所述基准关系曲线比较，若在预定数量的工况下所述当前关系曲线与所述基准关系曲线的差值都超过预定阀值，则认为喷孔的喷油流量发生了变动，记录一次轨压压降。
所述当前关系曲线与所述基准关系曲线比较结果可以参见图5所示。
本发明实施例所述方法利用现有的轨压传感器，然后再充分利用瞬态轨压压降与喷油量之间的关系，在不增加电控系统物理成本的基础上实现了喷油器流量变动的诊断。
所用传感器为轨压传感器，其作用是测量瞬态轨压，直接测量瞬态轨压，根据传感器测量得到的瞬态轨压并通过计算得到瞬态轨压压降。
本发明实施例所述方法可以进一步包括：
S400、当所述轨压压降数量达到设定的门限时，则给出报警信号。
当在记录一次轨压压降后，进行轨压压降的采集，如果在连续100个（此数字可以根据需要设定）工况点下轨压压降都大于所述基准关系曲线中的标定值，则认为流量发生变动，给出报警信号。
参见图7，该图是本发明实施例所述基于轨压信号识别喷孔流量变动的系统结构图。
本发明实施例所述基于轨压信号识别喷孔流量变动的系统，包括：
基准关系曲线生成单元11，用于进行标准喷油流量喷油器实验，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线。
所述基准关系曲线生成单元11具体可以包括：测试单元和计算单元。
测试单元，用于抽样选择一批喷油器，测试不同喷油流量对应的瞬态轨压压降。
测试单元具体可以在发动机台架上进行标准流量喷油器实验，抽样选择一批喷油器，测试不同喷油流量（也称喷油油量）对应的瞬态轨压压降。
所述喷油器采用WP10.336机型，发动机转速为1000转，设定轨压为1400bar的轨压压降作为实验条件，同时控制提前角，以及发动机温度在一定的范围内。
计算单元，用于瞬态轨压压降根据多次喷油流量引起的压降取平均，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线。该曲线参见图4所示。
当前关系曲线生成单元12，用于每隔一段时间对待测发动机进行一次瞬态轨压的测量，得到轨压压降与喷油流量的当前关系曲线。
所述当前关系曲线与所述基准关系曲线比较结果可以参见图5所示。
处理单元13，用于将所述当前关系曲线与所述基准关系曲线比较，若在预定数量的工况下所述当前关系曲线与所述基准关系曲线的差值都超过预定阀值，则认为喷孔的喷油流量发生了变动，记录一次轨压压降。
本发明实施例所述系统进一步可以包括：
判断单元（图中未示出），用于当所述轨压压降数量达到设定的门限时，则给出报警信号。
判断单元具体在记录一次轨压压降后，进行轨压压降的采集，确定在连续100个（此数字可以根据需要设定）工况点下轨压压降都大于所述基准关系曲线中的标定值，则认为流量发生变动，给出报警信号。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的方法，其特征在于，所述方法包括：
A、进行标准喷油流量喷油器实验，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线；
B、每隔一段时间对待测发动机进行一次瞬态轨压的测量，得到轨压压降与喷油流量的当前关系曲线；
C、将所述当前关系曲线与所述基准关系曲线比较，若在预定数量的工况下所述当前关系曲线与所述基准关系曲线的差值都超过预定阀值，则认为喷孔的喷油流量发生了变动，记录一次轨压压降。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
D、当所述轨压压降数量达到设定的门限时，则给出报警信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体为：
抽样选择一批喷油器，测试不同喷油流量对应的瞬态轨压压降；
瞬态轨压压降根据多次喷油流量引起的压降取平均，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述喷油器采用WP10.336机型，发动机转速为1000转，设定轨压为1400bar的轨压压降作为实验条件，同时控制提前角，以及发动机温度在一定的范围内。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述瞬态轨压压降是轨压传感器利用1ms的A/D采样采集。
6.一种基于轨压信号识别喷孔流量变动的系统，其特征在于，所述系统包括：
基准关系曲线生成单元，用于进行标准喷油流量喷油器实验，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线；
当前关系曲线生成单元，用于每隔一段时间对待测发动机进行一次瞬态轨压的测量，得到轨压压降与喷油流量的当前关系曲线；
处理单元，用于将所述当前关系曲线与所述基准关系曲线比较，若在预定数量的工况下所述当前关系曲线与所述基准关系曲线的差值都超过预定阀值，则认为喷孔的喷油流量发生了变动，记录一次轨压压降。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
判断单元，用于当所述轨压压降数量达到设定的门限时，则给出报警信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基准关系曲线生成单元具体包括：
测试单元，用于抽样选择一批喷油器，测试不同喷油流量对应的瞬态轨压压降；
计算单元，用于瞬态轨压压降根据多次喷油流量引起的压降取平均，得到轨压压降与设定喷油油量之间的基准关系曲线。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述喷油器采用WP10.336机型，发动机转速为1000转，设定轨压为1400bar的轨压压降作为实验条件，同时控制提前角，以及发动机温度在一定的范围内。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述瞬态轨压压降是轨压轨压传感器利用1ms的A/D采样采集。
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