CN109695527B - 电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统及测量方法，首先按照ECU内控制策略中共轨管总成压力最大变化速率的极限工况和根据发动机台架瞬态试验或其他发动机实际运转工况演变而来的应用工况分两种测量方式；其次是瞬时变化工况下每转喷油量的测量，将单次喷射仪测量的喷油量精确对应到瞬时工况调节过程的每一个循环上；第三是实现了瞬时工况调节与信号采集的同步；最后实时计算出实际共轨管总成压力、实际喷油脉宽、瞬时喷油量、开启延时和关闭延时等参数。将这些瞬时性能参数与稳态参数进行对比分析，以此来修正ECU中的标定数据，使发动机在工况突变时有更高的响应速度，从而提高发动机的整体性能。

Description

电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统及测量方法

技术领域

本发明属于F02M65/00燃料喷射装置技术领域，具体涉及一种电控高压共轨燃油喷射系统喷油量和延时时间的测量方法，特别是涉及工况瞬时变化时喷油量、开启延时、关闭延时的测量。通过与稳定工况下的性能进行对比分析，可为共轨燃油喷射系统喷油特性研究和控制策略优化提供测量手段。

背景技术

柴油机ECU中存有预先标定的各种控制用数据表，主要由稳态工况下测量的共轨管总成压力、喷油脉宽、喷油量等参数组成。柴油机运转过程中，ECU 通过查表来调节共轨管总成压力、喷油脉宽等参数从而达到调节喷油量从而达到调节工况的目的。共轨燃油喷射系统液力系统以及执行器的延迟造成了瞬时性能与稳态性能有所差别，在诸如急加速、急减速这样的突变工况下极可能出现调节滞后的现象。通过事先测量出共轨燃油喷射系统的瞬时性能，找出瞬时性能与稳态性能的差异，主要是喷油量的差异，最终对标定数据表进行修正从而提高柴油机的整体性能。

目前共轨燃油喷射系统的测量主要关注的是稳态工况下的性能测试或者是某些特定性能参数的测试，这对于共轨燃油喷射系统整体性能测试还不够。例如中国专利205117581U一种用于汽车发动机高压共轨喷油器的检测装置，设有多个用于检测喷油器的检测仪器，每个检测仪器相互独立，使得该检测装置能同时检测多个喷油器；共轨管为六缸共轨管，通过控制器控制，共轨管与高压泵为该检测装置提供了稳定的高压，实现了同时同步检测多个喷油器的目的，同时保证多个喷油器在检测时压力稳定。该专利测量的是稳定状态下共轨喷油器的性能，但是没有关注共轨燃油喷射系统的瞬时性能。

中国专利105020076A公开了一种电磁阀式柴油喷油器喷油持续时间的测量装置，喷油器控制装置通过向测试喷油器发送脉冲触发信号控制测试喷油器向密闭容器中喷入高压燃油；同时，压力采集装置通过压力传感器记录密闭容器中测试油液的压力变化。记录得到的压力持续变化时间即为测试喷油器的实际喷油脉宽。该发明通过测量喷射过程中密闭容器压力变化来间接测量实际喷油脉宽，没有测量开启延时和关闭延时，但是不能用来测量共轨燃油喷射系统的瞬时性能。

严格地说现在还没有测量共轨燃油喷射系统瞬时性能的成熟案例。中国专利205117581U主要关注稳定工况下六缸喷油器的同时测量，由于测量工况保持恒定，所以无法进行瞬时性能的测量。中国专利105020076A提出的方法可以用来测量瞬时变化工况下的实际喷油脉宽，但无法测量瞬时喷油量、开启延时和关闭延时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统及测量方法，解决现有技术中不能测试共轨燃油喷射系统瞬时性能的技术问题。

本发明为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统，包括电机、共轨泵、油箱、共轨管总成、多个喷油器、单次喷射仪、ECU和数采系统，油箱中装有校泵油。本发明的测量系统构成，试验时用校泵油代替燃油。

所述电机通过联轴器带动共轨泵工作，共轨泵由输油泵和高压泵组成，输油泵的进油口通过油管与油箱连通，输油泵的出油口通过油管与高压泵的进油口连通，高压泵的出油口与共轨管总成连通，共轨管总成上设置有多个出油口，其中共轨管总成的一个出油口通过一个喷油器与单次喷射仪的进油口连通，该喷油器记为第一缸喷油器；共轨管总成的其他出油口分别通过其余多个喷油器与油箱连通，单次喷射仪的出油口通过油管与油箱连通；共轨管总成的一端通过油管与油箱连通。

所述单次喷射仪上设置有电流传感器，电机上安装有光电编码器，电机输出轴上安装飞轮、信号盘和转速传感器，共轨管总成中设置有压力传感器，电机通过导线与数采系统电连接，喷油器、共轨泵和共轨管总成与ECU通导线连接，单次喷射的仪电气组件、电流传感器、光电编码器、转速传感器和压力传感器均与数采系统通过导线连接。

共轨喷油器的喷油量主要由共轨管总成内压力和喷油脉宽决定，喷油脉宽由 ECU调节共轨喷油器的驱动电流来控制，电流传感器用来测量第一缸喷油器的驱动电流信号波形。交流异步电机上安装的光电编码器Z相信号作为单次喷射仪电气部分测量的触发信号，A相信号作为采样时钟信号，单次喷射仪的测量角度设为自动捕获。数采系统采集共轨管总成内压力、第一缸喷油器驱动电流、喷油量和喷油速率，按基于角度和基于时间两种方式进行采集，基于角度采集的触发信号和采样时钟信号由交流异步电机上安装的光电编码器提供。数采系统还通过输出模拟电压信号来控制变频器驱动交流异步电机，交流异步电机再通过联轴器带动共轨泵工作。数采系统通过以太网与PC机相连，信号采集和数据分析处理程序运行在PC机上。PC机通过CAN通信模块与ECU进行通信，进行测量模式的设定与测量工况相关参数的设置。

进一步改进，所述输油泵出口和高压泵入口之间接有滤清器，对校泵油进行过滤。

电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统的测量方法，包括如下步骤：

步骤一、选择测量模式：通过PC机的人机操作界面来选择采用第一测量模式还是第二测量模式；其中，第一测量模式为按照共轨管总成中校泵油压力的最大变化速率作为极限工况来测量共轨燃油喷射系统的瞬时性能；

第二测量模式为根据发动机台架瞬态试验或发动机实际运转工况的参数变化情况来测量共轨燃油喷射系统的瞬时性能，即根据发动机台架试验工况(例如 WHTC循环)或者根据道路工况(例如路试)来设定测量条件。

所测量的瞬时性能参数包括单次喷油量、喷油速率、共轨管总成压力和第一缸喷油器的驱动电流；

步骤二、数据采集：在PC机(14)进行于角度和基于时间的第一缸喷油器单次喷油量信号、喷油速率、共轨管总成压力和第一缸喷油器的驱动电流的多信号同步采集，采集对应的单次喷油量、喷油速率、共轨管总成压力和第一缸喷油器的驱动电流对个参数的数据，PC机对采集的数据进行在线数据处理与计算，计算结果实时显示并保存。

其中，第一测量模采用ECU处理器的数字输出口信号来同步瞬时工况调节和信号采集，即瞬时工况调节起始时刻与数据采集起始时刻严格同步；第二测量模式在PC机向ECU发送第一个工况设定参数的同时就开始信号采集即在瞬时工况调节之前开始信号采集。

实现瞬时工况调节与信号采集的同步，保证了工况瞬时变化时每一转的性能参数都能测量；

最后是实现了基于角度和基于时间的共轨喷油器驱动电流、瞬时喷油量、喷油速率以及共轨管总成压力的同步测量，从而实时计算出实际共轨管总成压力、实际喷油脉宽、瞬时喷油量、开启延时和关闭延时等参数。

步骤三、根据测得的实际共轨管总成压力和实际喷油脉宽对稳态工况测量数据进行插值，实现共轨燃油喷射系统瞬时性能与稳态性能的对比分析，稳定工况指的是共轨管压力稳定。

进一步改进，所述第一测量模式的测量过程如下：

1.1)测量系统开始运行时处于空闲状态(状态0)，PC机通过串口通信方式调节共轨泵转速、ECU调节共轨管总成的压力和喷油脉宽参数至空闲工况；

1.2)测量前先点击PC机界面程序的参数设置按钮，PC机通过CAN通信向 ECU发送测量工况参数设定命令，进入瞬态工况参数设定状态(状态1)，并向 ECU写入测量模式，ECU设定共轨管总成压力调节的起始值、最大值、步长值和步长时间、喷油脉宽和提前角六个参数，其中喷油脉宽和提前角为恒定值；

1.3)参数设定成功后可开始瞬态工况的测量，PC机向ECU发送就绪命令，进入起始工况调节状态(状态2)，ECU调节共轨管总成压力至起始值；同时， PC机判断起始工况是否在规定时间内到达稳定状态：

1.3.1)若起始工况在规定时间内到达稳定状态，则进入准备就绪状态(状态 3)，

1.3.2)若起始工况在规定时间内未到达稳定状态，则停止测量返回空闲状态 (状态0)；

1.4)进入准备就绪状态(状态3)后，PC机向ECU发送开始测量命令，进入瞬态工况调节状态(状态4)，ECU程序通过改变数字输出口状态来触发数采系统进行瞬时性能的测量；ECU根据步长值和步长时间调节共轨管总成压力从起始值变化到最大值再从最大值变化到起始值；

1.5)所有瞬态工况调节完成后进入测量完成状态(状态5)，PC机对采集的数据进行处理并保存，而后向ECU发送结束测量命令返回空闲状态(状态0) 等待下一次测量。

进一步改进，所述第二测量模式中，设定稳定状态时共轨泵的转速为给定值，则具体的测量过程如下：

2.1)测量系统开始运行时处于空闲状态(状态0)，PC机通过串口通信方式调节共轨泵转速，读入预先制作好的测量工况参数表，该测量工况参数表包括各工况的共轨管总成给定压力和给定喷油脉宽值，ECU调节共轨管总成压力和喷油脉宽参数至空闲工况；

2.2)测量前先点击PC机界面程序的参数设置按钮，PC机通过CAN通信向 ECU发送测量工况参数设定命令进入瞬态工况参数设定状态(状态1)，写入测量模式和测量工况参数表中的第一个工况，即起始工况的设定值；

2.3)参数设定成功后可开始瞬态工况的测量，PC机向ECU发送就绪命令进入起始工况调节状态(状态2)，ECU调节共轨管总成压力至起始值，同时， PC机判断起始工况是否在规定时间内到达稳定状态：

2.3.1)若起始工况在规定时间内到达稳定状态，则进入准备就绪状态(状态 3)，

2.3.2)若起始工况在规定时间内未到达稳定状态，则停止测量返回空闲状态 (状态0)；

2.4)进入工况参数设定状态(状态3)，后按设定的时间间隔依次向ECU发送测量工况参数表的各个工况，仍然从第一个工况开始发送，同时开始共轨燃油喷射系统瞬时性能的测量；

2.5)工况参数设定后进入瞬态工况调节状态(状态4)，ECU按照接收到的工况参数进行工况调节；

2.6)待所有工况测量完成后，进入测量完成状态(状态5)，PC机对采集的数据进行处理并保存，而后向ECU发送结束测量命令返回空闲状态(状态0) 等待下一次测量。

进一步改进，单次喷射仪电气部分输出反映其测量腔内燃油液面变化的直线位移传感器信号，单次喷射仪测量腔为圆柱体结构，PC机通过通信方式从单次喷射仪电气部分读取单次喷射仪测量腔底面半径，从而计算出底面面积，再乘以直线位移传感器测量的液面高度差即可得出每循环喷油量。

进一步改进，所述共轨管总成压力的计算方法如下：设定喷油提前角为α，取喷射时刻之前(60°+α)和(180°+α)的共轨管总成压力，则按照3:1的权重计算得到本次喷射的共轨管总成压力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可同时测量工况瞬时变化时共轨燃油喷射系统的喷油量、开启延时和关闭延时，将这些瞬时性能参数与稳态参数进行对比分析，以此来修正ECU中预先存储的标定数据表，从而使发动机在工况突变时有更高的响应速度，以此来提高发动机的整体性能。

说明书附图

图1为本发明的测量系统示意图。

图2为第一测量模式的状态变换过程示意图。

图3为第一测量模式共轨管总成压力设定变化过程示意图。

图4为第二测量模式的状态变换过程示意图。

图5为数采系统测量时序图。

图6为数采系统采集的信号波形图。

图7为单次喷射仪电气部分输出的直线位移传感器信号输出波形图。其中图 7(a)为喷油量较小时的直线位移传感器波形图；图7(b)为喷油量较大时的直线位移传感器信号波形图。

图8为喷油器驱动电流各拐点示意图。

图9为实际喷油脉宽、开启延时和关闭延时的示意图。

图10为极限工况下测得的瞬时喷油量与稳态工况喷油量差的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1示意了本发明的测量系统构成，试验时用校泵油代替燃油。被测共轨燃油喷射系统由共轨泵3、共轨管总成6、共轨喷油器7和ECU11等组成。共轨泵 3由输油泵和高压泵组成。输油泵将校泵油从油箱1中输送到高压泵，高压泵再将校泵油压入共轨管总成6中并形成一定压力，输油泵出口和高压泵入口之间接有滤清器5。共轨泵3由交流异步电机2驱动。共轨管总成6通过高压油管与共轨喷油器7相连，第一缸喷油器安装在单次喷射仪9上测量其喷油量和喷油速率，其余喷油器喷出的校泵油经过滤后流回油箱1中。

交流异步电机2输出轴上安装飞轮、信号盘和转速传感器4。ECU11通过调节共轨泵3的泵油能力来调节共轨管总成6内压力。共轨喷油器7的喷油量主要由共轨管总成6内压力和喷油脉宽决定，喷油脉宽由ECU11调节共轨喷油器7 的驱动电流来控制，电流传感器8用来测量第一缸喷油器的驱动电流信号波形。交流异步电机2上安装的光电编码器Z相信号作为单次喷射仪电气部分10测量的触发信号，A相信号作为采样时钟信号，单次喷射仪的测量角度设为自动捕获。数采系统13采集共轨管总成6内压力、第一缸喷油器驱动电流、喷油量和喷油速率，按基于角度和基于时间两种方式进行采集，基于角度采集的触发信号和采样时钟信号由交流异步电机2上安装的光电编码器提供。数采系统13还通过输出模拟电压信号来控制变频器驱动交流异步电机2，交流异步电机2再通过联轴器带动共轨泵3工作。数采系统13通过以太网与PC机14相连，信号采集和数据分析处理程序运行在PC机14上。PC机14通过CAN通信模块12与ECU11 进行通信，进行测量模式的设定与测量工况相关参数的设置。

根据上述测量系统，电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能的具体测量如下详细描述：共轨燃油喷射系统瞬时性能测量模式分为两种：第一测量模式按照ECU 内控制策略中共轨管总成压力的最大变化速率，将其作为极限工况来测量共轨燃油喷射系统的瞬时性能；第二测量模式二根据发动机台架瞬态试验或其他发动机实际运转工况的参数变化情况来制定测量工况。

图2示意了第一测量模式的状态变换过程。由于本系统工作时共轨泵的转速是给定值，且共轨喷油器喷出的校泵油不会燃烧做功，因此ECU只需对共轨管总成压力进行闭环控制，遂将测量时的交流异步电机转速恒定。测量系统开始运行时处于空闲状态(状态0)，PC机通过数采系统调节共轨泵转速，ECU调节共轨管总成压力、喷油脉宽等参数至空闲工况。测量前先点击PC机界面程序的参数设置按钮，PC机通过CAN通信向ECU发送测量工况参数设定命令进入瞬态工况参数设定状态(状态1)，向ECU写入测量模式，共轨管总成压力调节的起始值、最大值、步长值、步长时间，喷油脉宽(恒定)，提前角(恒定)等参数。参数设定成功后可开始瞬态工况的测量，PC机向ECU发送就绪命令进入起始工况调节状态(状态2)，ECU调节共轨管总成压力至起始值。PC机判断起始工况稳定后即进入准备就绪状态(状态3)，如起始工况在规定时间内未到达稳定状态则停止测量返回空闲状态(状态0)。进入准备就绪状态(状态3)后，PC机向ECU发送开始测量命令进入瞬态工况调节状态(状态4)，同时开始共轨燃油喷射系统瞬时性能的测量。如图所示，ECU根据步长值和步长时间调节共轨管总成压力从起始值变化到最大值再从最大值变化到起始值。所有瞬态工况调节完成后进入测量完成状态(状态5)，PC机对采集的数据进行处理并保存，而后向 ECU发送结束测量命令返回空闲状态(状态0)等待下一次测量。

图4示意了第二测量模式的状态变换过程，与测量模式一类似地将共轨泵的转速恒定。测量系统开始运行时处于空闲状态(状态0)，PC机通过数采系统调节共轨泵转速，读入预先制作好的测量工况参数表(主要包括各工况的共轨管总成给定压力和给定喷油脉宽)，ECU调节共轨管总成压力、喷油脉宽等参数至空闲工况。测量前先点击PC机界面程序的参数设置按钮，PC机通过CAN通信向 ECU发送测量工况参数设定命令进入瞬态工况参数设定状态(状态1)，写入测量模式和测量工况参数表第一个工况即起始工况的设定值。参数设定成功后可开始瞬态工况的测量，PC机向ECU发送就绪命令进入起始工况调节状态(状态2)， ECU调节共轨管总成压力至起始值。PC机判断起始工况稳定后即进入工况参数设定状态(状态3)，如未稳定则返回空闲状态(状态0)。进入工况参数设定状态(状态3)后按设定的时间间隔依次向ECU发送测量工况参数表的各个工况，仍然从第一个工况开始发送，同时开始共轨燃油喷射系统瞬时性能的测量。工况参数设定后进入瞬态工况调节状态(状态4)，ECU按照接收到的工况参数进行工况调节。待所有工况测量完成后，进入测量完成状态(状态5)，PC机对采集的数据进行处理并保存，而后向ECU发送结束测量命令返回空闲状态(状态0) 等待下一次测量。

一、瞬时喷油量的测量：

单次喷射仪电气部分通过串口向外传输每转的喷油量等信息，但由于串口传输的喷油量无法与光电编码器信号同步，因此不能通过通信方式测量瞬时变化工况下每转的喷油量。研究发现单次喷射仪电气部分输出了反映其测量腔内燃油液位变化的直线位移传感器信号以及喷油速率信号，这样利用光电编码器输出信号来采集直线位移传感器信号，然后将直线位移传感器信号转换成瞬时喷油量。

二、信号同步采集：

第一测量模式中，由于ECU按照极限速率调节共轨管总成压力，因此信号采集必须与压力调节同步以保证所有瞬时过程无一遗漏。如图5所示，接收到开始测量命令后ECU开始按照设定参数调节共轨管总成压力并将其指定数字输出口置高；该数字输出口在空闲状态时为低电平，PC机通过数采系统监听电平信号的变化，当检测到上升沿时PC机开始信号采集；PC机判断共轨管总成压力回到初始值时向ECU发送停止测量命令并停止信号采集；ECU接收到停止测量命令将共轨管总成压力调节值空闲值并将数字输出口置低，等待下一次测量。

第二测量模式中，考虑到工况个数较多时不可能向ECU一次性写入所有工况的设定参数，采用了PC机按设定时间间隔依次发送工况设定参数的方式，因此没有像测量模式一那样采用数采使能信号同步瞬时工况调节和信号采集，而是在PC机发送第一个工况设定参数的同时就开始信号采集即在瞬时工况调节之前开始信号采集。

为了同时测量喷油量、喷射时刻、喷油脉宽、开启延时和关闭延时等性能参数，进行了基于角度和基于时间的直线位移传感器信号、喷油速率、驱动电流、共轨管总成压力的同步测量。基于角度的采样时钟由光电编码器提供，基于时间的采样时钟采用数采系统内部时钟。如图6所示，基于角度采集的信号称之为角度序列，基于时间采集的信号称之为时间序列，其中第一波形21为共轨管总成压力、第二波形22为直线位移传感器信号、第三波形23为喷油速率、第四波形 24为第一缸喷油器驱动电流。角度序列用于计算瞬时喷油量、共轨管总成压力、喷射时刻等参数，时间序列用于计算喷油脉宽、开启延时、关闭延时等参数。

三、数据在线处理：

①瞬时喷油量的计算：

单次喷射仪电气部分输出的直线位移传感器信号输出波形有两种形态。图7 (a)给出了喷油量较小时的直线位移传感器波形，单次喷射仪并没有每转都排油而是待油量大到一定值时才排空一次，图7(a)共显示了6转的信号波形。图7(b) 给出了喷油量较大时的直线位移传感器信号波形，此时每转排油一次。

单次喷射仪测量腔为圆柱体结构，按底面积乘以高计算喷油量。PC机先通过通信方式读取单次喷射仪测量腔底面半径，再乘以直线位移传感器测量的液面高度差即可。利用单调性找出直线位移传感器信号上升点和下降点，两者幅值差即为液面高度差。在稳态工况下与通信读取的喷油量进行对比可对本换算方法进行验证和校准。

②共轨管总成压力的计算：

考虑到其它缸喷油器的影响，当目标喷油提前角为α时，取喷射时刻之前(60 °+α)和(180°+α)的共轨管总成压力，按照3:1的权重计算得到本次喷射的共轨管总成压力。

③喷油脉宽、开启延时和关闭延时的计算：

图8给出了驱动电流信号处理方法。先利用单调性依次找出驱动电流的始点和峰值点。在峰值电流后利用单调性(非严格单调)找出电流的所有拐点(当拐点幅值小于0.1A时认为电流已经停止，不再查找拐点)并计算两个拐点之间的幅值差。峰值电流后的第1个拐点31和第2个拐点32的幅值平均值作为一阶保持电流。当拐点幅值差大于一阶保持电流波动值的两倍并且不是最后一个拐点时 (第三拐点33)，认为电流进入二阶保持电流，将该拐点和下一拐点(第四拐点 34)的幅值平均值作为二阶保持电流，否则认为没有二阶保持电流。计算最后两个拐点(第五拐点35和第七拐点37)幅值下降斜率，斜率突变点(第六拐点36) 作为电流关闭点。

在角度序列中，驱动电流始点即为喷射时刻，若光电编码器Z相信号与第一缸喷油器上止点的对应关系明确，还可计算出实际喷油提前角。图9示意了时间序列的处理方法，驱动电流始点和关闭点的时间差tp为喷油脉宽，喷油速率上升点和驱动电流始点的时间差ta为开启延时，喷油速率下降点和驱动电流关闭点的时间差tb为关闭延时。实时显示计算得到的每转共轨管总成压力、实际喷油脉宽、瞬时喷油量、开启延时和关闭延时等参数并保存下来。

由于稳态工况测量的数据点不可能涵盖瞬时工况调节过程中的所有值，因此根据测得的实际共轨管总成压力和实际喷油脉宽对稳态工况进行插值，从而实现共轨燃油喷射系统瞬时性能与稳态性能的对比分析，图10示意了极限工况下测得的瞬时喷油量与稳态工况喷油量的差。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (6)

1.电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统，其特征在于，包括电机（2）、共轨泵（3）、油箱（1）、共轨管总成（6）、多个喷油器（7）、单次喷射仪（9）、ECU（11）和数采系统（13），油箱（1）中装有校泵油；

所述电机（2）通过联轴器带动共轨泵（3）工作，共轨泵（3）由输油泵和高压泵组成，输油泵的进油口通过油管与油箱（1）连通，输油泵的出油口通过油管与高压泵的进油口连通，高压泵的出油口与共轨管总成（6）连通，共轨管总成（6）上设置有多个出油口，其中共轨管总成（6）的一个出油口通过一个喷油器（7）与单次喷射仪（9）的进油口连通，该喷油器（7）记为第一缸喷油器；共轨管总成（6）的其他出油口分别通过其余多个喷油器（7）与油箱连通，单次喷射仪（9）的出油口通过油管与油箱连通；共轨管总成（6）的一端通过油管与油箱连通；

所述单次喷射仪（9）上设置有电流传感器（8），电机（2）上安装有光电编码器，电机（2）输出轴上安装飞轮、信号盘和转速传感器（4），共轨管总成（6）中设置有压力传感器，电机（2）通过导线与数采系统（13）电连接，喷油器（7）、共轨泵（3）和共轨管总成（6）与ECU（11）通导线连接，单次喷射仪电气组件（10）、电流传感器（8）、光电编码器、转速传感器（4）和压力传感器均与数采系统（13）通过导线连接；

所述数采系统（13）通过以太网与PC机（14）相连，信号采集和数据分析处理程序运行在PC机（14）上；PC机（14）通过CAN通信模块（12）与ECU（11）进行通信；

基于权上述电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统的测量方法，包括如下步骤：

步骤一、选择测量模式：通过PC机的人机操作界面来选择采用第一测量模式还是第二测量模式；其中，第一测量模式为按照共轨管总成中校泵油压力的最大变化速率作为极限工况来测量共轨燃油喷射系统的瞬时性能；

第二测量模式为根据发动机台架瞬态试验或发动机实际运转工况的参数变化情况来测量共轨燃油喷射系统的瞬时性能；

所测量的瞬时性能参数包括单次喷油量、喷油速率、共轨管总成压力和第一缸喷油器的驱动电流；

步骤二、数据采集：在PC机上进行基于角度和基于时间的第一缸喷油器单次喷油量信号、喷油速率、共轨管总成压力和第一缸喷油器驱动电流的多信号同步采集，并进行在线数据处理与计算，计算结果实时显示并保存；

其中，第一测量模采用ECU处理器的数字输出口信号来同步瞬时工况调节和信号采集，即瞬时工况调节起始时刻与数据采集起始时刻严格同步；第二测量模式在PC机向ECU发送第一个工况设定参数的同时就开始信号采集即在瞬时工况调节之前开始信号采集；

步骤三、根据测得的实际共轨管总成压力和实际喷油脉宽对预先测得的各个稳态工况下的测量数据进行插值，实现共轨燃油喷射系统瞬时性能与稳态性能的对比分析。

2.根据权利要求1所述的电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统，其特征在于，所述输油泵出口和高压泵入口之间接有滤清器（5）。

3.根据权利要求1或2所述的电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统，其特征在于，所述第一测量模式的测量过程如下：

1.1）测量系统开始运行时处于空闲状态（状态0），PC机通过串口通信方式调节共轨泵转速、ECU调节共轨管总成的压力和喷油脉宽参数至空闲工况；

1.2）测量前先点击PC机界面程序的参数设置按钮，PC机通过CAN通信向ECU发送测量工况参数设定命令，进入瞬态工况参数设定状态（状态1），并向ECU写入测量模式，ECU设定共轨管总成压力调节的起始值、最大值、步长值和步长时间、喷油脉宽和提前角六个参数，其中喷油脉宽和提前角为恒定值；

1.3）参数设定成功后可开始瞬态工况的测量，PC机向ECU发送就绪命令，进入起始工况调节状态（状态2），ECU调节共轨管总成压力至起始值；同时，PC机判断起始工况是否在规定时间内到达稳定状态：

1.3.1）若起始工况在规定时间内到达稳定状态，则进入准备就绪状态（状态3），

1.3.2）若起始工况在规定时间内未到达稳定状态，则停止测量返回空闲状态（状态0）；

1.4）进入准备就绪状态（状态3）后，PC机向ECU发送开始测量命令，ECU进入瞬态工况调节状态（状态4），ECU程序通过改变数字输出口状态来触发数采系统进行瞬时性能的测量；ECU根据步长值和步长时间调节共轨管总成压力从起始值变化到最大值再从最大值变化到起始值；

1.5）所有瞬态工况调节完成后进入测量完成状态（状态5），PC机对采集的数据进行处理并保存，而后向ECU发送结束测量命令返回空闲状态（状态0）等待下一次测量。

4.根据权利要求3所述的电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统，其特征在于，所述第二测量模式中，设定稳定状态时共轨泵的转速为给定值，则具体的测量过程如下：

2.1）测量系统开始运行时处于空闲状态（状态0），PC机通过串口通信方式调节共轨泵转速，读入根据发动机台架试验工况或发动机实际运转工况演变而来的测量工况参数表，该测量工况参数表包括各工况的共轨管总成给定压力和给定喷油脉宽值，ECU调节共轨管总成压力和喷油脉宽参数至空闲工况；

2.2）测量前先点击PC机界面程序的参数设置按钮，PC机通过CAN通信向ECU发送测量工况参数设定命令进入瞬态工况参数设定状态（状态1），写入测量模式和测量工况参数表中的第一个工况，即起始工况的设定值；

2.3）参数设定成功后可开始瞬态工况的测量，PC机向ECU发送就绪命令进入起始工况调节状态（状态2），ECU调节共轨管总成压力至起始值，同时，PC机判断起始工况是否在规定时间内到达稳定状态：

2.3.1）若起始工况在规定时间内到达稳定状态，则进入准备就绪状态（状态3），

2.3.2）若起始工况在规定时间内未到达稳定状态，则停止测量返回空闲状态（状态0）；

2.4）进入工况参数设定状态（状态3），后按设定的时间间隔依次向ECU发送测量工况参数表的各个工况，仍然从第一个工况开始发送，同时开始共轨燃油喷射系统瞬时性能的测量；

2.5）工况参数设定后进入瞬态工况调节状态（状态4），ECU按照接收到的工况参数进行工况调节；

2.6）待所有工况测量完成后，进入测量完成状态（状态5），PC机对采集的数据进行处理并保存，而后向ECU发送结束测量命令返回空闲状态（状态0）等待下一次测量。

5.基于权利要求4所述的电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统，其特征在于，所述单次喷射仪电气部分输出反映其测量腔内燃油液面变化的直线位移传感器信号，单次喷射仪测量腔为圆柱体结构，PC机通过通信方式从单次喷射仪电气部分读取单次喷射仪测量腔底面半径，从而计算出底面面积，再乘以直线位移传感器测量的液面高度差即可得出每循环喷油量。

6.基于权利要求5所述的电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统，其特征在于，所述共轨管总成压力的计算方法如下：设定喷油提前角为α，取喷射时刻之前（60°+α）和（180°+α）的共轨管总成压力，则按照3:1的权重计算得到本次喷射的共轨管总成压力。

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