CN114526918A - 用于热力学开发的轨压控制系统、方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于热力学开发的轨压控制系统、方法、装置及存储介质。该系统包括：油泵驱动电机、正时信号靶轮、位置传感器、高压油泵、系统电子控制单元和单缸机；系统电子控制单元分别与位置传感器、高压油泵和单缸机电子控制单元通信连接，用于根据接收到的当前实际轨压、当前目标轨压、相对喷油量与正时信号生成泵油控制信号，并将泵油控制信号发送至高压油泵。无需依赖于轨压控制系统中的单缸机对高压油泵提供动力，通过独立设置于轨压控制系统中的系统电子控制单元生成泵油控制信号，避免了由单缸机中电子控制单元进行数据计算时的系统调试时间，提升了针对发动机燃烧模型的开发效率，降低了对发动机本体的依赖并降低了开发成本。

Description

用于热力学开发的轨压控制系统、方法、装置及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及发动机开发技术领域，尤其涉及一种用于热力学开发的轨压控制系统、方法、装置及存储介质。

背景技术

发动机是一种将燃油的化学能转化为机械能的装置，燃油的燃烧需要与空气按照一定比例进行混合，其供给由连接于油轨的喷油器进行。为满足针对发动机的油量控制，常需保证供油油轨中的油压处于一种动态稳定的状态，以满足电控喷油器的喷油，适应发动机的工况。

现有的轨压控制方法常用于已经开发完毕的车辆中，在车辆行驶过程中，以发动机自身作为动力源，控制高压油泵的运动为油轨泵油。然而，在车辆进行热力学开发时，常需试验多种发动机燃烧模型进行试验开发，为保证开发过程的高效、便捷及通用化，常将实验过程中的必要条件如冷却、润滑、燃油供给等在产品机上所必须的附件由实验环境提供，现有通过发动机自身作为动力源进行轨压控制的方法，难以摆脱对发动机本体的依赖，且易受到发动机运行过程中各部件运行误差的影响，降低热力学开发精度，且在需要更换不同类型发动机时，需要同步进行凸轮轴更换及燃烧系统变更，增加了热力学开发的调试时间。

发明内容

本发明提供一种用于热力学开发的轨压控制系统、方法、装置及存储介质，以构建一种不依赖于发动机本体的，在热力学开发过程中使用的轨压控制系统，提升了热力学开发过程中对轨压控制系统的开发精度，降低了对发动机本体的依赖，减少了由于更换发动机造成的调试时间，提升了热力学开发中针对发动机燃烧模型的开发效率，降低了开发成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于热力学开发的轨压控制系统，包括：油泵驱动电机、正时信号靶轮、位置传感器、高压油泵、系统电子控制单元和单缸机；

油泵驱动电机与高压油泵同轴连接，用于驱动高压油泵；

正时信号靶轮安装于油泵驱动电机与高压油泵连接的轴上，与高压油泵中的驱动凸轮同轴转动；

位置传感器设置于正时信号靶轮一侧，用于采集正时信号靶轮的正时信号，并将正时信号发送至系统电子控制单元；

单缸机中的单缸机电子控制单元与系统电子控制单元通信连接，用于根据由单缸机获取的发动机工作参数以及由油轨获取的压力信息，确定当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量，并将当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量发送至系统电子控制单元；

系统电子控制单元分别与位置传感器、高压油泵和单缸机电子控制单元通信连接，用于根据接收到的当前实际轨压、当前目标轨压、相对喷油量与正时信号生成泵油控制信号，并将泵油控制信号发送至高压油泵；

高压油泵，用于根据泵油控制信号向油轨中泵油。

进一步地，单缸机电子控制单元，具体用于：

获取单缸机的发动机工作参数，并由设置于油轨中的压力传感器获取油轨的压力信息；其中，发动机工作参数至少包括发动机转速、发动机工况、发动机水温、发动机负荷、发动机排量与新鲜空气质量流量；

根据压力信息与压力传感器特性曲线确定当前实际轨压；

根据发动机转速、发动机工况、发动机水温与发动机负荷确定当前目标轨压；

将发动机排量、发动机转速与新鲜空气质量流量代入发动机充气模型，确定相对喷油量；

将当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量发送至系统电子控制单元。

进一步地，根据发动机转速、发动机工况、发动机水温与发动机负荷确定当前目标轨压，包括：

若发动机工况为正常启动工况，则根据发动机水温确定当前目标轨压；

若发动机工况为催化器加热工况，则根据发动机转速和发动机水温确定当前目标轨压；

若发动机工况为除正常启动工况和催化器加热工况外的其他工况，则根据发动机转速和发动机负荷确定当前目标轨压。

进一步地，单缸机电子控制单元，还用于：

在确定当前目标轨压后，根据发动机水温确定目标轨压上限；

若当前目标轨压大于目标轨压上限，则将目标轨压上限确定为新的当前目标轨压；

若当前目标轨压小于预设目标轨压下限，则将目标轨压下限确定为新的当前目标轨压。

进一步地，系统电子控制单元，具体用于：

根据接收到的相对喷油量确定实际喷油质量，并根据实际喷油质量确定前馈泵油体积；

将接收到的当前实际轨压与当前目标轨压输入至比例积分微分控制器中，确定反馈泵油体积；

将前馈泵油体积与反馈泵油体积之和确定为实际泵油体积；

根据正时信号确定高压油泵中的驱动凸轮位置，根据实际泵油体积与驱动凸轮位置生成泵油控制信号，并将泵油控制信号发送至高压油泵的控制电磁阀。

进一步地，根据实际泵油体积与驱动凸轮位置生成泵油控制信号，包括：

将实际泵油体积与高压油泵的油泵柱塞横截面积的比值确定为有效泵油行程；

根据有效泵油行程确定驱动凸轮对应的曲轴转角；

根据曲轴转角与驱动凸轮位置生成泵油控制信号。

进一步地，高压油泵，具体用于：

根据接收到的泵油控制信号关闭控制电磁阀，以向油轨中进行实际泵油体积的泵油。

第二方面，本发明实施例还提供了一种用于热力学开发的轨压控制方法，该方法可应用于上述第一方面提供的用于热力学开发的轨压控制系统中，由用于热力学开发的轨压控制系统中的系统电子控制单元执行，方法包括：

接收单缸机电子控制单元发送的当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量；

接收位置传感器发送的正时信号，并根据正时信号确定高压油泵中的驱动凸轮位置；

根据当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量确定实际泵油体积；

根据驱动凸轮位置与实际泵油体积生成泵油控制信号。

第三方面，本发明实施例还提供了一种用于热力学开发的轨压控制装置，应用于上述第一方面提供的用于热力学开发的轨压控制系统中，装置包括：

泵油参数接收模块，用于接收单缸机电子控制单元发送的当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量；

凸轮位置确定模块，用于接收位置传感器发送的正时信号，并根据正时信号确定高压油泵中的驱动凸轮位置；

泵油体积确定模块，用于根据当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量确定实际泵油体积；

控制信号生成模块，用于根据驱动凸轮位置与实际泵油体积生成泵油控制信号。

第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明任意实施例提供的用于热力学开发的轨压控制方法。

本发明实施例提供了一种用于热力学开发的轨压控制系统、方法、装置及存储介质，用于热力学开发的轨压控制系统包括：油泵驱动电机、正时信号靶轮、位置传感器、高压油泵、系统电子控制单元和单缸机；油泵驱动电机与高压油泵同轴连接，用于驱动高压油泵；正时信号靶轮安装于油泵驱动电机与高压油泵连接的轴上，与高压油泵中的驱动凸轮同轴转动；位置传感器设置于正时信号靶轮一侧，用于采集正时信号靶轮的正时信号，并将正时信号发送至系统电子控制单元；单缸机中的单缸机电子控制单元与系统电子控制单元通信连接，用于根据由单缸机获取的发动机工作参数以及由油轨获取的压力信息，确定当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量，并将当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量发送至系统电子控制单元；系统电子控制单元分别与位置传感器、高压油泵和单缸机电子控制单元通信连接，用于根据接收到的当前实际轨压、当前目标轨压、相对喷油量与正时信号生成泵油控制信号，并将泵油控制信号发送至高压油泵；高压油泵，用于根据泵油控制信号向油轨中泵油。本发明实施例通过采用上述技术方案，使用油泵驱动电机代替传统作为动力源的发动机与高压油泵同轴连接，以将油泵驱动电机作为高压油泵的动力源，进而通过设置于连接轴上的正时信号靶轮生成对应的正时信号，通过单独设置的系统电子控制单元根据获取到的正时信号，以及由设置于轨压控制系统中的单缸机获取的当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量，生成用以控制高压油泵泵油的泵油控制信号，以使高压油泵向油轨中泵入维持油轨压力稳定的油量，由于本申请中无需依赖于轨压控制系统中的单缸机对高压油泵提供动力，则高压油泵的控制不会受到单缸机工作不稳定因素的影响，提升了轨压控制系统的开发精度，通过独立设置于轨压控制系统中的系统电子控制单元生成泵油控制信号，仅需由单缸机中的电子控制单元接收必要的数据信息，避免了由单缸机中电子控制单元进行数据计算时随单缸机更换导致的系统调试时间，提升了热力学开发中针对发动机燃烧模型的开发效率，降低了对发动机本体的依赖同时降低了开发成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例一中的一种用于热力学开发的轨压控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一中的一种正时信号的示例图；

图3是本发明实施例二中的一种用于热力学开发的轨压控制系统的结构示意图；

图4是本发明实施例三中的一种用于热力学开发的轨压控制方法的流程图；

图5是本发明实施例四中的一种用于热力学开发的轨压控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例方式作进一步地详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种用于热力学开发的轨压控制系统的结构示意图，通过油泵驱动电机代替发动机作为高压油泵的直接动力源，并设置一个独立的系统电子控制单元构建一种不依赖于发动机本体的，在热力学开发过程中使用的轨压控制系统，以完成对不同发动机燃烧模型的热力学开发。如图1所示，该用于热力学开发的轨压控制系统包括：油泵驱动电机10、正时信号靶轮11、位置传感器12、高压油泵13、系统电子控制单元14和单缸机15，其中：

油泵驱动电机10与高压油泵13同轴连接，用于驱动高压油泵13。

正时信号靶轮11安装于油泵驱动电机10与高压油泵13连接的轴上，与高压油泵13中的驱动凸轮131同轴转动。

位置传感器12设置于正时信号靶轮11一侧，用于采集正时信号靶轮11的正时信号，并将正时信号发送至系统电子控制单元14。

单缸机15中的单缸机电子控制单元151与系统电子控制单元14通信连接，用于根据由单缸机15获取的发动机工作参数以及由油轨获取的压力信息，确定当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量，并将当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量发送至系统电子控制单元14。

系统电子控制单元14分别与位置传感器12、高压油泵13和单缸机电子控制单元151通信连接，用于根据接收到的当前实际轨压、当前目标轨压、相对喷油量与正时信号生成泵油控制信号，并将泵油控制信号发送至高压油泵13。

高压油泵13，用于根据泵油控制信号向油轨中泵油。

在本实施例中，油泵驱动电机10具体可理解为以固定转速对高压油泵进行驱动的动力源。正时信号靶轮11具体可理解为具有缺齿的，用于与高压油泵中驱动凸轮以同样转速转动，进而通过缺齿位置表明驱动凸轮转动位置的齿轮。位置传感器12具体可理解为设置于正时信号靶轮11旁，用以对正时信号靶轮11中各齿与位置传感器间相对位置关系进行采集的传感器，可选的，位置传感器12可为霍尔形式的位置传感器。高压油泵13具体可理解为一种由动力源带动运转的，用以在车辆中向油轨内进行泵油的轻便紧凑的泵。系统电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)14具体可理解为轨压控制系统中用于根据接收到的数据进行处理，以生成用以控制高压油泵13向油轨内泵油量的控制信号的控制器件。单缸机15具体可理解为只有一个气缸的发动机，可选的，用于热力学开发的轨压控制系统中可通过采用单缸机15来尽可能减少发动机驱动附件带来的损失，需要明确的是，在实际应用过程中，也可将单缸机替换为多缸发动机，本发明实施例仅以单缸机为例，对此不进行限制。

在本实施例中，正时信号具体可理解为用以保证高压油泵13中驱动凸轮131在正确的时间和正确的位置做正确的事，以反映驱动凸轮位置的信号。当前实际轨压具体可理解为当前采集时刻油轨中的实际压力。当前目标轨压具体可理解为在发动机的当前工况下油轨中应具有的压力。相对喷油量具体可理解为油轨在当前采集时刻通过喷油器喷出至发动机燃烧室中的油量。泵油控制信号具体可理解为用于调节高压油泵13中控制电磁阀开闭，以根据高压油泵升程将所需体积油量泵入油轨中的控制触发信号。

具体的，油泵驱动电机10通过过盈配合与高压油泵13中的驱动凸轮131同轴连接，并在该轴上设置一个正时信号靶轮11，使得油泵驱动电机10作为动力源工作时带动正时信号靶轮11以及驱动凸轮131以同一转速转动。由于正时信号靶轮11为一种具有缺齿的靶轮，故通过设置于其一侧的位置传感器12进行信号采集时，缺齿位置的位置信号必然与其余位置存在不同，且缺齿位置与驱动凸轮131的相对位置不变，故可通过位置传感器12进行正时信号的采集，以使接收到正时信号的系统电子控制单元14可明确高压油泵13中驱动凸轮131的位置。示例性的，图2为本发明实施例一提供的一种正时信号的示例图，假设正时信号靶轮为一个60-2齿的靶轮，则由与其配合的霍尔形式位置传感器向系统电子控制单元传送的正时信号形式如图2所示，其中空位即为正时信号靶轮缺齿部分的表达形式，由于该缺齿位置与驱动凸轮位置相对静止，故系统电子控制单元可根据接收到的正时信号判断驱动凸轮的转动位置。单缸机15中的单缸机电子控制单元151可获取单缸机15工作过程中的发动机工作参数，同时可通过设置于油轨中的压力传感器获取油轨的压力信息，进而依据发动机工作参数与压力信息确定油轨在当前采集时刻的当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量，并将上述当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量发送至系统电子控制单元14中，使得系统电子控制单元14依据接收到的当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量确定应向油轨中补入的油量，同时依据接收到的正时信号确定驱动凸轮131的位置，将二者结合生成用于控制高压油泵13进行泵油的泵油控制信号，将泵油控制信号发送至高压油泵13中，以控制其向油轨中进行泵油，进而完成油轨中轨压的闭环控制。

可选的，针对同时具有主燃烧室和预燃烧室的高压燃油供给系统，主燃烧室与预燃烧室所对应油轨轨压调节有着不同需求，针对其中任意一个油轨，均可采用如上述用于热力学开发的轨压控制系统进行控制调节。同时，由于油泵驱动电机与单缸机在转速与相位上无法实现同步，本发明实施例所提供的用于热力学开发的轨压控制系统又是采用独立于发动机的动力源为高压油泵提供动力的，故需采用两套独立的底层正时软件与正时信号靶轮，其中一套为本发明实施例中所提到的正时信号靶轮，另一套为设置于单缸机中的正时信号靶轮，针对不同正时信号靶轮所提供的正时信号，分别通过不同的电子控制单元进行计算。

本实施例的技术方案，通过提供一种用于热力学开发的轨压控制系统、方法、装置及存储介质，用于热力学开发的轨压控制系统包括：油泵驱动电机、正时信号靶轮、位置传感器、高压油泵、系统电子控制单元和单缸机；油泵驱动电机与高压油泵同轴连接，用于驱动高压油泵；正时信号靶轮安装于油泵驱动电机与高压油泵连接的轴上，与高压油泵中的驱动凸轮同轴转动；位置传感器设置于正时信号靶轮一侧，用于采集正时信号靶轮的正时信号，并将正时信号发送至系统电子控制单元；单缸机中的单缸机电子控制单元与系统电子控制单元通信连接，用于根据由单缸机获取的发动机工作参数以及由油轨获取的压力信息，确定当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量，并将当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量发送至系统电子控制单元；系统电子控制单元分别与位置传感器、高压油泵和单缸机电子控制单元通信连接，用于根据接收到的当前实际轨压、当前目标轨压、相对喷油量与正时信号生成泵油控制信号，并将泵油控制信号发送至高压油泵；高压油泵，用于根据泵油控制信号向油轨中泵油。本发明实施例通过采用上述技术方案，使用油泵驱动电机代替传统作为动力源的发动机与高压油泵同轴连接，以将油泵驱动电机作为高压油泵的动力源，进而通过设置于连接轴上的正时信号靶轮生成对应的正时信号，通过单独设置的系统电子控制单元根据获取到的正时信号，以及由设置于轨压控制系统中的单缸机获取的当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量，生成用以控制高压油泵泵油的泵油控制信号，以使高压油泵向油轨中泵入维持油轨压力稳定的油量，由于本申请中无需依赖于轨压控制系统中的单缸机对高压油泵提供动力，则高压油泵的控制不会受到单缸机工作不稳定因素的影响，提升了轨压控制系统的开发精度，通过独立设置于轨压控制系统中的系统电子控制单元生成泵油控制信号，仅需由单缸机中的电子控制单元接收必要的数据信息，避免了由单缸机中电子控制单元进行数据计算时随单缸机更换导致的系统调试时间，提升了热力学开发中针对发动机燃烧模型的开发效率，降低了对发动机本体的依赖同时降低了开发成本。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种用于热力学开发的轨压控制系统的结构示意图。本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上，对单缸机电子控制单元151的数据处理方式进行了进一步细化，明确了当前实际轨压、当前目标轨压以及相对喷油量的确定方法，同时对系统电子控制单元14的泵油控制信号生成方式进行进一步细化，通过前馈加反馈的方式确定需向油轨中泵入的实际泵油体积，并根据实际泵油体积与根据正时信号确定的驱动凸轮位置生成用以空盒子高压油泵中控制电磁阀的泵油控制信号，提升了泵油控制信号的确定精度，采用两个电子控制单元进行数据处理，仅需由单缸机中的电子控制单元接收必要的数据信息，避免了由单缸机中电子控制单元进行数据计算时随单缸机更换导致的系统调试时间，提升了热力学开发中针对发动机燃烧模型的开发效率，降低了对发动机本体的依赖同时降低了开发成本。

针对本申请所提供的一种用于热力学开发的轨压控制系统，其中，单缸机电子控制单元151，具体用于：

获取单缸机15的发动机工作参数，并由设置于油轨中的压力传感器获取油轨的压力信息；其中，发动机工作参数至少包括发动机转速、发动机工况、发动机水温、发动机负荷、发动机排量与新鲜空气质量流量。

根据压力信息与压力传感器特性曲线确定当前实际轨压。

根据发动机转速、发动机工况、发动机水温与发动机负荷确定当前目标轨压。

将发动机排量、发动机转速与新鲜空气质量流量代入发动机充气模型，确定相对喷油量。

将当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量发送至系统控制电子单元14。

在本实施例中，发动机工况具体可理解为发动机在与其动作有直接关系的条件下的工作状态，示例性的，发动机工况可包括正常启动工况和催化器加热工况等，本发明实施例对此不进行限制。发动机负荷具体可理解为发动机承受的载荷的大小，需要明确的是，当发动机承受的载荷大时，需要进的空气量与喷油量均会相应增加。发动机排量具体可理解为每个行程或每循环吸入或排出的流体体积，也可理解为发动机中所有气缸的容量之和。新鲜空气质量流量具体可理解为单位时间内流过的新鲜空气质量。

具体的，单缸机电子控制单元151对设置于油轨中的压力传感器反馈的模拟量信息进行处理，得到对应表示油轨压力信息的电压值，根据对应于压力传感器的压力传感器特性曲线，确定曲线的斜率与截距，进而确定电压值与斜率的乘积，将乘积与截距的和确定为当前实际轨压。依据确定出的发动机工况不同，将发动机转速、发动机水温和发动机负荷进行组合查表，根据查表结果确定当前目标轨压。将发动机排量、发动机转速，以及通过压力传感器与空气流量计获取的实时进气歧管压力与新鲜空气质量流量代入至发动机充气模型中得到相对充气量，进而通过相对充气量根据目标空燃比与空燃比闭环修正系数得到相对喷油量。并将确定出的当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量通过CAN线或其他通信方式发送至系统电子控制单元14中。

示例性的，假设新鲜空气质量流量可表示为mshfm，发动机转速可表示为nmot，空气在标准状态下的密度可表示为Luft(Air)，发动机排量可表示为VH，则上述相对充气量rl可通过下式表示的发动机充气模型确定：

进而，根据汽油理论空燃比为14.7，则可得出在当前工作循环下所对应的相对喷油量。

进一步地，根据发动机转速、发动机工况、发动机水温与发动机负荷确定当前目标轨压，包括：

若发动机工况为正常启动工况，则根据发动机水温确定当前目标轨压；

若发动机工况为催化器加热工况，则根据发动机转速和发动机水温确定当前目标轨压；

若发动机工况为除正常启动工况和催化器加热工况外的其他工况，则根据发动机转速和发动机负荷确定当前目标轨压。

具体的，根据发动机转速确定发动机是否处于正常启动工况，若发动机工况为正常启动工况，则可根据启动时的发动机水温查表确定当前目标轨压；若发动机工况不是正常启动工况，则可根据催化器加热情况确定发动机工况是否为催化器加热工况，当发动机工况为催化器加热工况时，同时根据发动机转速与发动机水温进行查表确定当前目标轨压；若发动机工况既不是正常启动工况，也非催化器加热工况，且发动机并非启动异常的状态，则根据发动机转速和发动机负荷查表确定当前目标轨压。

进一步地，单缸机电子控制单元151，还用于：

在确定当前目标轨压后，根据发动机水温确定目标轨压上限；

若当前目标轨压大于目标轨压上限，则将目标轨压上限确定为新的当前目标轨压；

若当前目标轨压小于预设目标轨压下限，则将预设目标轨压下限确定为新的当前目标轨压。

具体的，单缸机电子控制单元151在确定当前目标轨压后，可根据当前采集时刻对应的发动机水温查表确定目标轨压上限，进而根据预先标定的预设目标轨压下限判断确定出的当前目标轨压是否位于该范围内，若当前目标轨压超出由目标轨压上限与预设目标轨压下限构成的范围，则将大于目标轨压上限的当前目标轨压更新为目标轨压上限，将小于预设目标轨压下限的当前目标轨压更新为预设目标轨压下限，进而将更新后的当前目标轨压发送至系统电子控制单元14。

针对本申请所提供的一种用于热力学开发的轨压控制系统，其中，系统电子控制单元14，具体用于：

根据接收到的相对喷油量确定实际喷油质量，并根据实际喷油质量确定前馈泵油体积。

将接收到的当前实际轨压与当前目标轨压输入至比例积分微分控制器中，确定反馈泵油体积。

将前馈泵油体积与反馈泵油体积之和确定为实际泵油体积。

根据正时信号确定高压油泵中的驱动凸轮位置，根据实际泵油体积与驱动凸轮位置生成泵油控制信号，并将泵油控制信号发送至高压油泵的控制电磁阀。

进一步地，高压油泵13还包括控制电磁阀132，高压油泵13，具体用于：

根据接收到的泵油控制信号关闭控制电磁阀132，以向油轨中进行实际泵油体积的泵油。

在本实施例中，前馈泵油体积具体可理解为根据发动机实际工作状态预测得到的，发动机在稳态条件下为保持当前轨压所需向油轨内补充的油量，也可理解为发动机在稳态条件下在当前时刻油轨通过喷油器喷出去的油量。反馈泵油体积具体可理解为根据油轨在当前时刻所具有的实际轨压和目标轨压确定出的油轨距离稳态相较于预估的前馈泵油体积仍需补充的油量。实际泵油体积具体可理解为油轨中实际需要补充的油量对应的体积。

具体的，将以百分比形式表示的相对喷油量转换为以质量表示的实际喷油质量，进而根据预设密度数据以及不同轨压下的修正曲线，将实际喷油质量转换为体积形式，并将该体积确定为前馈泵油体积。系统电子控制单元14将由单缸机电子控制单元151接收到的当前实际轨压与当前目标轨压输入至比例积分微分控制器(Proportion IntegrationDifferentiation，PID)中，以根据PID控制器的输出确定反馈泵油体积。将前馈泵油体积与反馈泵油体积求和，将和值确定为实际泵油体积。系统电子控制单元14根据接收到的正时信号中缺齿信号的位置确定高压油泵13中的驱动凸轮位置，进而依据实际需要泵入油轨的实际泵油体积确定高压油泵13中需要进行油料泵入时驱动凸轮131应处于的位置，进而根据当前时刻的驱动凸轮位置与实际泵油体积生成泵油控制信号，并将泵油控制信号发送至高压油泵13中的控制电磁阀132，以使得控制电磁阀132根据接收到的泵油控制信号，在驱动凸轮运动到合适位置时关闭电磁阀，使得剩余升程内的油量等于实际泵油体积，并将该实际泵油体积的油料泵入油轨中。

进一步地，根据实际泵油体积与驱动凸轮位置生成泵油控制信号，包括：

将实际泵油体积与高压油泵的油泵柱塞横截面积的比值确定为有效泵油行程。

根据有效泵油行程确定驱动凸轮对应的曲轴转角。

根据曲轴转角与驱动凸轮位置生成泵油控制信号。

具体的，根据高压油泵13具体的参数信息，确定其油泵柱塞横截面积，进而将实际泵油体积与油泵柱塞横截面积的比值确定为所需泵入油轨的油量在高压油泵13所占的有效泵油行程，根据高压油泵13驱动凸轮型线获取有效泵油行程对应的曲轴转角，进而将曲轴转角转化为需要进行油泵驱动的角度和范围信号，结合当前驱动凸轮位置生成泵油控制信号。

本发明实施例提供了一种用于热力学开发的轨压控制系统，该系统中包括独立的动力源油泵驱动电机，以及独立于单缸机设置的系统电子控制单元，且在油泵驱动电机以及由其驱动的高压油泵的连接轴上设置正时信号靶轮，通过位置传感器采集缺齿的正时信号靶轮的正时信息并将其发送至系统电子控制单元中。单缸机电子控制单元仅需基于其自身获取的发动机参数及油轨压力信息确定对应的当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量。而系统电子控制单元根据接收到的正时信号确定高压油泵中驱动凸轮的位置，通过前馈加反馈的方式确定需向油轨中泵入的实际泵油体积，并根据实际泵油体积与根据正时信号确定的驱动凸轮位置生成用以空盒子高压油泵中控制电磁阀的泵油控制信号，提升了泵油控制信号的确定精度，采用两个电子控制单元进行数据处理，仅需由单缸机中的电子控制单元接收必要的数据信息，避免了由单缸机中电子控制单元进行数据计算时随单缸机更换导致的系统调试时间，提升了热力学开发中针对发动机燃烧模型的开发效率，降低了对发动机本体的依赖同时降低了开发成本。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种用于热力学开发的轨压控制方法的流程图，本实施例可适用于热力学开发过程中发动机燃烧模型中轨压进行控制以保证轨压动态稳定的情况，该方法可应用于上述实施例中提供的用于热力学开发的轨压控制系统中，由用于热力学开发的轨压控制系统中的系统电子控制单元执行。

如图4所示，本发明实施例三提供的一种用于热力学开发的轨压控制方法，具体包括如下步骤：

S201、接收单缸机电子控制单元发送的当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量。

具体的，单缸机电子控制单元通过获取单缸机的发动机工作参数，并由设置于油轨中的压力传感器获取油轨的压力信息；其中，发动机工作参数至少包括发动机转速、发动机工况、发动机水温、发动机负荷、发动机排量与新鲜空气质量流量；根据压力信息与压力传感器特性曲线确定当前实际轨压；根据发动机转速、发动机工况、发动机水温与发动机负荷确定当前目标轨压；将发动机排量、发动机转速与新鲜空气质量流量代入发动机充气模型，确定相对喷油量；将当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量发送至系统电子控制单元。

进一步地，根据发动机转速、发动机工况、发动机水温与发动机负荷确定当前目标轨压，包括：

若发动机工况为正常启动工况，则根据发动机水温确定当前目标轨压；

若发动机工况为催化器加热工况，则根据发动机转速和发动机水温确定当前目标轨压；

若发动机工况为除正常启动工况和催化器加热工况外的其他工况，则根据发动机转速和发动机负荷确定当前目标轨压。

进一步地，在确定当前目标轨压后，根据发动机水温确定目标轨压上限，若当前目标轨压大于目标轨压上限，则将目标轨压上限确定为新的当前目标轨压；若当前目标轨压小于预设目标轨压下限，则将预设目标轨压下限确定为新的当前目标轨压。

S202、接收位置传感器发送的正时信号，并根据正时信号确定高压油泵中的驱动凸轮位置。

S203、根据当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量确定实际泵油体积。

具体的，根据接收到的相对喷油量确定实际喷油质量，并根据实际喷油质量确定前馈泵油体积；将接收到的当前实际轨压与当前目标轨压输入至比例积分微分控制器中，确定反馈泵油体积；将前馈泵油体积与反馈泵油体积之和确定为实际泵油体积。

S204、根据驱动凸轮位置与实际泵油体积生成泵油控制信号。

具体的，将实际泵油体积与高压油泵的油泵柱塞横截面积的比值确定为有效泵油行程；根据有效泵油行程确定驱动凸轮对应的曲轴转角；根据曲轴转角与驱动凸轮位置生成泵油控制信号。

本发明实施例的技术方案，通过独立于单缸机设置的系统电子控制单元根据接收到的正时信号确定高压油泵中驱动凸轮的位置，根据由单缸机电子控制单元接收到的当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量，通过前馈加反馈的方式确定需向油轨中泵入的实际泵油体积，并根据实际泵油体积与根据正时信号确定的驱动凸轮位置生成用以空盒子高压油泵中控制电磁阀的泵油控制信号，提升了泵油控制信号的确定精度，采用两个电子控制单元进行数据处理，仅需由单缸机中的电子控制单元接收必要的数据信息，避免了由单缸机中电子控制单元进行数据计算时随单缸机更换导致的系统调试时间，提升了热力学开发中针对发动机燃烧模型的开发效率，降低了对发动机本体的依赖同时降低了开发成本。

实施例四

图5为本发明实施例四提供的一种用于热力学开发的轨压控制装置的结构示意图，该用于热力学开发的轨压控制装置应用于上述实施例中提供的用于热力学开发的轨压控制系统中，包括：泵油参数接收模块31，凸轮位置确定模块32，泵油体积确定模块33和控制信号生成模块34。

其中，泵油参数接收模块31，用于接收单缸机电子控制单元发送的当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量；凸轮位置确定模块32，用于接收位置传感器发送的正时信号，并根据正时信号确定高压油泵中的驱动凸轮位置；泵油体积确定模块33，用于根据当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量确定实际泵油体积；控制信号生成模块34，用于根据驱动凸轮位置与实际泵油体积生成泵油控制信号。

本实施例的技术方案，通过独立于单缸机设置的系统电子控制单元根据接收到的正时信号确定高压油泵中驱动凸轮的位置，根据由单缸机电子控制单元接收到的当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量，通过前馈加反馈的方式确定需向油轨中泵入的实际泵油体积，并根据实际泵油体积与根据正时信号确定的驱动凸轮位置生成用以空盒子高压油泵中控制电磁阀的泵油控制信号，提升了泵油控制信号的确定精度，采用两个电子控制单元进行数据处理，仅需由单缸机中的电子控制单元接收必要的数据信息，避免了由单缸机中电子控制单元进行数据计算时随单缸机更换导致的系统调试时间，提升了热力学开发中针对发动机燃烧模型的开发效率，降低了对发动机本体的依赖同时降低了开发成本。

可选的，泵有参数接收模块31所接收的当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量，其确定方式包括：

单缸机电子控制单元通过获取单缸机的发动机工作参数，并由设置于油轨中的压力传感器获取油轨的压力信息；其中，发动机工作参数至少包括发动机转速、发动机工况、发动机水温、发动机负荷、发动机排量与新鲜空气质量流量；根据压力信息与压力传感器特性曲线确定当前实际轨压；根据发动机转速、发动机工况、发动机水温与发动机负荷确定当前目标轨压；将发动机排量、发动机转速与新鲜空气质量流量代入发动机充气模型，确定相对喷油量；将当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量发送至系统电子控制单元。

进一步地，根据发动机转速、发动机工况、发动机水温与发动机负荷确定当前目标轨压，包括：

若发动机工况为正常启动工况，则根据发动机水温确定当前目标轨压；

若发动机工况为催化器加热工况，则根据发动机转速和发动机水温确定当前目标轨压；

若发动机工况为除正常启动工况和催化器加热工况外的其他工况，则根据发动机转速和发动机负荷确定当前目标轨压。

进一步地，在确定当前目标轨压后，根据发动机水温确定目标轨压上限，若当前目标轨压大于目标轨压上限，则将目标轨压上限确定为新的当前目标轨压；若当前目标轨压小于预设目标轨压下限，则将预设目标轨压下限确定为新的当前目标轨压。

可选的，泵油体积确定模块33，具体用于：

根据接收到的相对喷油量确定实际喷油质量，并根据实际喷油质量确定前馈泵油体积；将接收到的当前实际轨压与当前目标轨压输入至比例积分微分控制器中，确定反馈泵油体积；将前馈泵油体积与反馈泵油体积之和确定为实际泵油体积。

可选的，控制信号生成模块34，具体用于：

将实际泵油体积与高压油泵的油泵柱塞横截面积的比值确定为有效泵油行程；根据有效泵油行程确定驱动凸轮对应的曲轴转角；根据曲轴转角与驱动凸轮位置生成泵油控制信号。

本发明实施例提供的用于热力学开发的轨压控制装置可执行本发明任意实施例提供的用于热力学开发的轨压控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

本发明实施例五还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种用于热力学开发的轨压控制方法，该方法包括：

接收单缸机电子控制单元发送的当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量；

接收位置传感器发送的正时信号，并根据正时信号确定高压油泵中的驱动凸轮位置；

根据当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量确定实际泵油体积；

根据驱动凸轮位置与实际泵油体积生成泵油控制信号。

当然本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上述所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的用于热力学开发的轨压控制方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种用于热力学开发的轨压控制系统，其特征在于，包括：油泵驱动电机、正时信号靶轮、位置传感器、高压油泵、系统电子控制单元和单缸机；

所述油泵驱动电机与所述高压油泵同轴连接，用于驱动所述高压油泵；

所述正时信号靶轮安装于所述油泵驱动电机与所述高压油泵连接的轴上，与所述高压油泵中的驱动凸轮同轴转动；

所述位置传感器设置于所述正时信号靶轮一侧，用于采集所述正时信号靶轮的正时信号，并将所述正时信号发送至所述系统电子控制单元；

所述单缸机中的单缸机电子控制单元与所述系统电子控制单元通信连接，用于根据由所述单缸机获取的发动机工作参数以及由油轨获取的压力信息，确定当前实际轨压、当前目标轨压与相对喷油量，并将所述当前实际轨压、所述当前目标轨压与所述相对喷油量发送至所述系统电子控制单元；

所述系统电子控制单元分别与所述位置传感器、所述高压油泵和所述单缸机电子控制单元通信连接，用于根据接收到的所述当前实际轨压、所述当前目标轨压、所述相对喷油量与所述正时信号生成泵油控制信号，并将所述泵油控制信号发送至所述高压油泵；

所述高压油泵，用于根据所述泵油控制信号向所述油轨中泵油。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单缸机电子控制单元，具体用于：

获取所述单缸机的发动机工作参数，并由设置于所述油轨中的压力传感器获取所述油轨的压力信息；其中，所述发动机工作参数至少包括发动机转速、发动机工况、发动机水温、发动机负荷、发动机排量与新鲜空气质量流量；

根据所述压力信息与所述压力传感器特性曲线确定当前实际轨压；

根据所述发动机转速、所述发动机工况、所述发动机水温与所述发动机负荷确定当前目标轨压；

将所述发动机排量、所述发动机转速与所述新鲜空气质量流量代入发动机充气模型，确定相对喷油量；

将所述当前实际轨压、所述当前目标轨压与所述相对喷油量发送至所述系统电子控制单元。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述根据所述发动机转速、所述发动机工况、所述发动机水温与所述发动机负荷确定当前目标轨压，包括：

若所述发动机工况为正常启动工况，则根据所述发动机水温确定当前目标轨压；

若所述发动机工况为催化器加热工况，则根据所述发动机转速和所述发动机水温确定当前目标轨压；

若所述发动机工况为除正常启动工况和所述催化器加热工况外的其他工况，则根据所述发动机转速和所述发动机负荷确定当前目标轨压。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述单缸机电子控制单元，还用于：

在确定当前目标轨压后，根据所述发动机水温确定目标轨压上限；

若所述当前目标轨压大于所述目标轨压上限，则将所述目标轨压上限确定为新的当前目标轨压；

若所述当前目标轨压小于预设目标轨压下限，则将所述预设目标轨压下限确定为新的当前目标轨压。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统电子控制单元，具体用于：

根据接收到的所述相对喷油量确定实际喷油质量，并根据实际喷油质量确定前馈泵油体积；

将接收到的所述当前实际轨压与所述当前目标轨压输入至比例积分微分控制器中，确定反馈泵油体积；

将所述前馈泵油体积与所述反馈泵油体积之和确定为实际泵油体积；

根据所述正时信号确定所述高压油泵中的驱动凸轮位置，根据所述实际泵油体积与所述驱动凸轮位置生成泵油控制信号，并将所述泵油控制信号发送至所述高压油泵的控制电磁阀。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述根据所述实际泵油体积与所述驱动凸轮位置生成泵油控制信号，包括：

将所述实际泵油体积与所述高压油泵的油泵柱塞横截面积的比值确定为有效泵油行程；

根据所述有效泵油行程确定所述驱动凸轮对应的曲轴转角；

根据所述曲轴转角与所述驱动凸轮位置生成泵油控制信号。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高压油泵，具体用于：

根据接收到的所述泵油控制信号关闭控制电磁阀，以向所述油轨中进行实际泵油体积的泵油。

8.一种用于热力学开发的轨压控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的用于热力学开发的轨压控制系统中，由所述用于热力学开发的轨压控制系统中的系统电子控制单元执行，所述方法包括：

接收单缸机电子控制单元发送的当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量；

接收位置传感器发送的正时信号，并根据所述正时信号确定高压油泵中的驱动凸轮位置；

根据所述当前实际轨压、所述当前目标轨压和所述相对喷油量确定实际泵油体积；

根据所述驱动凸轮位置与所述实际泵油体积生成泵油控制信号。

9.一种用于热力学开发的轨压控制装置，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的用于热力学开发的轨压控制系统中，所述装置包括：

泵油参数接收模块，用于接收单缸机电子控制单元发送的当前实际轨压、当前目标轨压和相对喷油量；

凸轮位置确定模块，用于接收位置传感器发送的正时信号，并根据所述正时信号确定高压油泵中的驱动凸轮位置；

泵油体积确定模块，用于根据所述当前实际轨压、所述当前目标轨压和所述相对喷油量确定实际泵油体积；

控制信号生成模块，用于根据所述驱动凸轮位置与所述实际泵油体积生成泵油控制信号。

10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求8中所述的用于热力学开发的轨压控制方法。

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