专利名称：一种获取发动机喷射器喷油量的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机领域，特别涉及一种发动机喷射器喷油量的获取方法和装置。
背景技术：
目前，节能减排越来越受到国内和国际社会的重视。尤其是对于发动机而言，由于当前机动车辆的能源消耗量相当大，所以减少发动机运行过程中不必要的能源消耗就成为节能减排的一个重要实现途径。发动机运行是通过喷油器喷出燃油在汽缸内燃烧而实现的。其中，喷油器通过喷孔向外喷出燃油。而随着发动机使用时间增长，喷油器的喷孔会由于多次喷射而被磨损；随着不断地磨损，喷孔会逐渐增大。随着喷孔变大，在原先工作状态设定的控制参考量保持不变的情况下，实际产生的喷油量就会增加，进而发动机爆发压力就会超标，即实际产生的动力就会超过实际需求，这就造成了能源的浪费。为了避免这一原因造成的能源浪费，就需要根据每个时刻实际喷油量的变化情况对当前时刻的喷油量进行修正，而为了实现这一修正，就需要实时获取每个时刻实际喷油量。目前，实时获取发动机实际喷油量主要是通过实时获取发动机的转速信号，然后将该转速信号进行快速傅里叶变换(FFT)的处理，从而计算得到该转速信号对应时刻的实际喷油量。虽然通过FFT处理转速信号能够实时地获取实际喷油量，但是，由于FFT处理的计算过程十分复杂，需要占用用于发动机控制的单片机上相当大的计算资源，因此在单片机上计算资源有限的情况下，根据转速信号计算得到实际喷油量的时间较长，这就会造成实际喷油量的获取相对产生该实际喷油量的时间延迟较长，进而对实际喷油量进行修正的延迟时间就会较长，这样，在喷孔磨损造成喷油量增大时，就不能及时地将实际喷油量修正为符合实际工作状态所需要的喷油量，因此，这样依然会造成能源的浪费。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种获取发动机喷射器喷油量的方法和装置，以克服现有技术中通过FFT处理的方式来实时获取发动机喷射器喷油量而导致的占用单片机计算资源过多、获取的延迟时间较长的缺陷，进而解决在喷油量增大时对喷油量的修正不及时、浪费能源的技术问题。为达到上述目的，本发明提供了一种获取发动机喷射器喷油量的方法，获取所述发动机的先前转速信号，并根据所述先前转速信号获取先前转速峰峰值，所述转速峰峰值为一个喷射周期内转速最大值与最小值之差；获取所述先前转速信号对应的所述喷射器的先前喷油量；根据所述先前转速峰峰值与所述先前喷油量，建立转速峰峰值与喷油量间的对应关系；所述方法包括获取当前转速信号，并根据所述当前转速信号获取当前转速峰峰值；根据所述转速峰峰值与喷油量间的对应关系，确定所述当前转速峰峰值对应的喷油量，作为当前实际喷油量。优选的，所述根据所述当前转速信号获取当前转速峰峰值，包括确定当前时刻对应的当前检测时间段；在当前检测时间段中确定各个喷射周期对应的时间段；根据当前转速信号，确定每个喷射周期对应的时间段内的转速最大值和转速最小值，并计算每个喷射周期的的转速峰峰值；计算当前检测时间段内各个喷射周期转速峰峰值的平均值，并将所述转速峰峰值的平均值确定为所述当前转速峰峰值。优选的，所述计算每个喷射周期的转速峰峰值，包括获取每个喷射周期内的转速最大值和转速最小值；将各个喷射周期的转速最大值与转速最小值的差值确定为各个喷射周期对应的转速峰峰值。优选的，所述每个喷射周期的转速峰峰值，包括获取每个喷射周期内的转速最大值和转速最小值；将各个喷射周期的转速最大值与对应各所述转速最大值之前出现的最后一个转速最小值之间的差值确定为各喷射周期对应的第一初始转速峰峰值；将各个喷射周期的转速最大值与对应各所述转速最大值之后出现的第一个转速最小值之间的差值确定为各喷射周期对应的第二初始转速峰峰值；将各个喷射周期的第一初始转速峰峰值和第二初始转速峰峰值的平均值确定为各个喷射周期对应的转速峰峰值。优选的，所述确定当前时刻对应的当前检测时间段包括根据当前时刻，确定当前检测时间段的起点时刻；根据发动机机型，确定当前检测时间段的时间长度；所述时间长度为整数个所述发动机的工作循环。优选的，所述在当前检测时间段中确定各个喷射周期对应的时间段，包括根据当前转速信号，确定当前检测时间段内的压缩上止点的时刻；根据所述发动机的机型，确定喷射周期对应的曲轴齿圈上的齿数；将自各个所述压缩上止点的时刻起经过所述齿数的时间段确定为各个喷射周期对应的时间段。优选的，所述确定所述当前转速峰峰值对应的喷油量作为当前实际喷油量之后，还包括判断当前实际喷油量与当前时刻发动机状态对应的设定喷油量之间的差值是否大于预设的阈值；如果是，则将喷油量修正至所述设定喷油量。本发明还提供了一种获取发动机喷射器喷油量的装置，包括先前转速信号获取模块，用于获取所述发动机的先前转速信号；先前峰峰值获取模块，用于根据所述先前转速信号获取先前转速峰峰值，所述转速峰峰值为一个喷射周期内转速最大值与最小值之差；先前喷油量获取模块，用于获取所述先前转速信号对应的所述喷射器的先前喷油量;对应关系建立模块，用于根据所述先前转速峰峰值与所述先前喷油量，建立转速峰峰值与喷油量间的对应关系；当前转速信号获取模块，用于获取当前转速信号；当前峰峰值获取模块，用于根据所述当前转速信号获取当前转速峰峰值；当前喷油量确定模块，用于根据所述转速峰峰值与喷油量间的对应关系，确定所述当前转速峰峰值对应的喷油量，作为当前实际喷油量。优选的，所述当前峰峰值获取模块包括当前检测时间段确定子模块，用于确定当前时刻对应的当前检测时间段；喷射周期确定子模块，用于在当前检测时间段中确定各个喷射周期对应的时间段；转速最值确定子模块，用于根据当前转速信号，确定每个喷射周期对应的时间段内的转速最大值和转速最小值；喷射周期峰峰值计算子模块，用于计算每个喷射周期的的转速峰峰值；峰峰值平均值计算子模块，用于计算当前检测时间段内各个喷射周期转速峰峰值的平均值；平均值确定子模块，用于将所述转速峰峰值的平均值确定为所述当前转速峰峰值。优选的，所述喷射周期峰峰值计算子模块包括转速最值获取子模块，用于获取每个喷射周期内的转速最大值和转速最小值；第一峰峰值计算子模块，用于将各个喷射周期的转速最大值与转速最小值的差值确定为各个喷射周期对应的转速峰峰值。优选的，所述喷射周期峰峰值计算子模块包括转速最值获取子模块，用于获取每个喷射周期内的转速最大值和转速最小值；第一初始峰峰值计算子模块，用于将各个喷射周期的转速最大值与对应各所述转速最大值之前出现的最后一个转速最小值之间的差值确定为各喷射周期对应的第一初始转速峰峰值；第二初始峰峰值计算子模块，用于将各个喷射周期的转速最大值与对应各所述转速最大值之后出现的第一个转速最小值之间的差值确定为各喷射周期对应的第二初始转速峰峰值；第二峰峰值计算子模块，用于将各个喷射周期的第一初始转速峰峰值和第二初始转速峰峰值的平均值确定为各个喷射周期对应的转速峰峰值。优选的，所述当前检测时间段确定子模块包括起点时刻确定子模块，用于根据当前时刻，确定当前检测时间段的起点时刻；时间长度确定子模块，用于根据发动机机型，确定当前检测时间段的时间长度；所述时间长度为整数个所述发动机的工作循环。优选的，所述喷射周期确定子模块包括压缩上止点确定子模块，用于根据当前转速信号，确定当前检测时间段内的压缩上止点的时刻；
齿数确定子模块,用于确定喷射周期对应的曲轴齿圈上的齿数；喷射时间段确定子模块，用于将自各个所述压缩上止点的时刻起经过所述齿数的时间段确定为各个喷射周期对应的时间段。优选的，还包括当前喷油量判断模块，用于判断当前实际喷油量与当前时刻发动机状态对应的设定喷油量之间的差值是否大于预设的阈值；喷油量修正模块，用于在所述当前喷油量判断模块的判断结果为是的情况下，则喷油量修正至所述设定喷油量。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明的技术方案，预先根据先前发动机运行过程中获取的先前转速信号和对应的先前喷油量，建立先前转速峰峰值与先前喷油量之间的对应关系，并将该对应关系作为转速峰峰值与喷油量之间的对应关系，这样，在实际需要获取当前实际喷油量时，可以根据获取的当前转速信号确定当前转速峰峰值，进而根据预先建立的转速峰峰值与喷油量之间的对应关系去顶当前实际喷油量。采用上述技术方案，在实时获取实际喷油量时，只需要根据当前转速信号计算当前转速峰峰值，就可以根据预先建立的对应关系确定当前转速峰峰值对应的当前实际喷油量，这样，实时获取实际喷油量就不再需要复杂的计算过程，也不需要占用过多的计算资源，从而可以缩短获取实际喷油量的延迟时间，从而减小对实际喷油量修正的延迟时间，从而减少由于喷油孔磨损变大而导致的能源浪费。
图1是本发明发动机喷射器喷油量的方法实施例1的流程图；图2是本发明方法实施例1中喷油量变化10%的转速信号的对比示意图；图3是本发明方法实施例1中步骤104的一种实施方式的流程图；图4是本发明方法实施例1中喷油量变化10%的转速信号上采集转速峰峰值的示意图；图5是本发明方法实施例1的一种可附加实施方式的流程图；图6是本发明发动机喷射器喷油量的方法实施例2的流程图；图7是本发明发动机喷射器喷油量的装置实施例1的结构图；图8是本发明装置实施例1中当前峰峰值获取模块的一种结构图；图9是本发明装置实施例1中喷射周期峰峰值计算子模块的一种结构图；图10是本发明装置实施例1中喷射周期峰峰值计算子模块的又一种结构图；图11是本发明装置实施例1中当前检测时间段确定子模块的一种结构图；图12是本发明装置实施例1中喷射周期确定子模块的一种结构图；图13是本发明获取发动机喷射器喷油量的装置实施例2的结构图。
具体实施例方式下面我们将结合附图，对本发明的最佳实施方案进行详细描述。首先要指出的是，本发明中用到的术语、字词及权利要求的含义不能仅仅限于其字面和普通的含义去理解，还包括进而与本发明的技术相符的含义和概念，这是因为我们作为发明者，要适当地给出术语的定义，以便对我们的发明进行最恰当的描述。因此，本说明和附图中给出的配置，只是本发明的首选实施方案，而不是要列举本发明的所有技术特性。我们要认识到，还有各种各样的可以取代我们方案的同等方案或修改方案。本发明的基本思想是预先通过发动机在先前运行时获取的转速信号与喷油量，建立转速峰峰值与喷油量之间的对应关系；对应关系建立之后，发动机当前运行时，实时获取发动机当前时刻的转速信号，计算得到当前转速峰峰值，并根据预先建立的对应关系查找确定当前转速峰峰值对应的当前实际喷油量。这样，实时获取当前实际喷油量不需要复杂的FFT处理计算过程，也就不需要占用过多的单片机计算资源，从而缩短获取实际喷油量及对实际喷油量进行调整的时间延迟。下面结合附图，详细说明本发明的获取发动机喷射器喷油量的方法和装置的实现方式。参见图1，示出了本发明发动机喷射器喷油量的方法实施例1的流程图，本实施例可以包括步骤101、获取所述发动机的先前转速信号，并根据所述先前转速信号获取先前转速峰峰值，所述转速峰峰值为一个喷射周期内转速最大值与最小值之差。所获取的发动机的先前转速信号，可以采用先前运行过程中一段较长时间内的转速信号，也可以是获取多个较短时间的转速信号。本实施例中所述的转速信号，是由一段时间内的瞬时转速组成的一条曲线，该曲线表示的是瞬时转速大小与时间的对应关系。而对于电控发动机而言，能够得到的瞬时转速为基于飞轮齿圈的每个齿的实时转速。可以理解的是，所获取的先前转速信号需要在不同的时刻具有不同的先前转速峰峰值，这样建立的对应关系中才能覆盖发动机实时运行时可能出现的转速峰峰值，才能保证发动机实时运行时可以获取实际喷油量。需要说明的是，根据先前转速转速信号获取先前转速峰峰值的具体方式，可以是直接将先前时刻所在喷射周期的转速最大值和转速最小值做差得到的差值确定为先前转速峰峰值，该先前时刻为该先前转速峰峰值所对应的先前喷油量所对应的时刻。但是，由于喷油量变化以后，转速峰峰值并不是立即产生变化，因此，先前转速峰峰值可以采用先前喷油量时刻之后的多个喷射周期的转速峰峰值的平均值，这样可以使得减小先前转速峰峰值的误差。具体的获取方式可以采用与获取当前转速峰峰值相同的方式，该方式将在步骤104中详细说明，在此不再赘述。步骤102、获取所述先前转速信号对应的所述喷射器的先前喷油量。先前喷油量为确定的先前时刻的实际喷油量，可以通过直接检测的方式获取，也可以通过将转速信号经过FFT处理计算而获取。其中，先前时刻在先前转速信号所对应的时间段内。需要说明的是，步骤102的获取先前喷油量并不是必须在步骤101的获取先前转速峰峰值的后面执行，也可以先执行步骤102来获取先前喷油量，再执行步骤101来获取先前转速峰峰值。为了使建立的对应关系中全面覆盖发动机实际喷油量的情况，本实施例的步骤101和步骤102的获取步骤可以优选为将发动机控制为不同的运行状态，不同的运行状态下系统中喷油量设定值是不同的；选取发动机在每个运行状态的一段运行稳定的时间段，然后获取该时间段对应的转速信号作为先前转速信号；在该时间段内选取一个时刻作为先前时刻，检测该先前时刻的实际喷油量，得到先前喷油量。先前时刻可以是其所在时间段内的任意时间点，由于发动机运行稳定，所以每个运行状态选取出的时间段内实际喷油
量基本不变。步骤103、根据所述先前转速峰峰值与所述先前喷油量，建立转速峰峰值与喷油量间的对应关系。发明人在对发动机性能的长期研究中发现，在发动机工况稳定的时候，发动机喷射器的实际喷油量与发动机转速之间存在相互联系。当发动机喷射器的实际喷油量增大的时候，发动机在一个喷射周期内的转速最大值与转速最小值之差就越大，也即转速峰峰值越大。参见图2，示出了发动机在喷油量150毫克(mg)和165mg时对应的转速信号，从图2中可以看出，150mg的喷油量增大10%之后，几乎每个喷射周期的转速最大值有明显增大，转速最小值则有明显减小，也即，每个喷射周期的转速峰峰值都有明显的增大。由于转速在每个喷射周期的最值即使在发动机工况稳定的时候也存在波动，所以取该喷油量下多个喷射周期的转速峰峰值的平均值可以减小这一波动带来的误差，从而进一步说明转速峰峰值与实际喷油量之间的相互关系。在本实施例中，以6缸发动机为例，可以取发动机的6个工作循环，共60个喷射周期来计算转速峰峰值的平均值。参见表1，示出了发动机在转速1900转/分钟(r/min)、喷油量150毫克/工作循环(mg/cyc)的工况下，喷油量分别增加0%、4%、6%、8%、10%的情况下的转速峰峰值平均值。从表I可以看出，不同喷油量下转速峰峰值平均值均不相同，随着喷油量增加，转速峰峰值平均值也在增大，喷油量增大10%的时候，转速峰峰值平均值增大了 7.956。表I
权利要求
1.一种获取发动机喷射器喷油量的方法，其特征在于，获取所述发动机的先前转速信号，并根据所述先前转速信号获取先前转速峰峰值，所述转速峰峰值为一个喷射周期内转速最大值与最小值之差；获取所述先前转速信号对应的所述喷射器的先前喷油量；根据所述先前转速峰峰值与所述先前喷油量，建立转速峰峰值与喷油量间的对应关系； 所述方法包括: 获取当前转速信号，并根据所述当前转速信号获取当前转速峰峰值； 根据所述转速峰峰值与喷油量间的对应关系，确定所述当前转速峰峰值对应的喷油量，作为当前实际喷油量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前转速信号获取当前转速峰峰值,包括: 确定当前时刻对应的当前检测时间段； 在当前检测时间段中确定各个喷射周期对应的时间段； 根据当前转速信号，确定每个喷射周期对应的时间段内的转速最大值和转速最小值，并计算每个喷射周期的的转速峰峰值； 计算当前检测时间段内各个喷射周期转速峰峰值的平均值，并将所述转速峰峰值的平均值确定为所述当前转速峰峰值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算每个喷射周期的转速峰峰值，包括: 获取每个喷射周期内的转速最大值和转速最小值； 将各个喷射周期的转速最大值与转速最小值的差值确定为各个喷射周期对应的转速峰峰值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每个喷射周期的转速峰峰值，包括: 获取每个喷射周期内的转速最大值和转速最小值； 将各个喷射周期的转速最大值与对应各所述转速最大值之前出现的最后一个转速最小值之间的差值确定为各喷射周期对应的第一初始转速峰峰值； 将各个喷射周期的转速最大值与对应各所述转速最大值之后出现的第一个转速最小值之间的差值确定为各喷射周期对应的第二初始转速峰峰值； 将各个喷射周期的第一初始转速峰峰值和第二初始转速峰峰值的平均值确定为各个喷射周期对应的转速峰峰值。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定当前时刻对应的当前检测时间段包括: 根据当前时刻，确定当前检测时间段的起点时刻； 根据发动机机型，确定当前检测时间段的时间长度；所述时间长度为整数个所述发动机的工作循环。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在当前检测时间段中确定各个喷射周期对应的时间段，包括: 根据当前转速信号，确定当前检测时间段内的压缩上止点的时刻； 根据所述发动机的机型，确定喷射周期对应的曲轴齿圈上的齿数； 将自各个所述压缩上止点的时刻起经过所述齿数的时间段确定为各个喷射周期对应的时间段。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述当前转速峰峰值对应的喷油量作为当前实际喷油量之后，还包括: 判断当前实际喷油量与当前时刻发动机状态对应的设定喷油量之间的差值是否大于预设的阈值； 如果是，则将喷油量修正至所述设定喷油量。
8.一种获取发动机喷射器喷油量的装置，其特征在于，包括: 先前转速信号获取模块，用于获取所述发动机的先前转速信号； 先前峰峰值获取模块，用于根据所述先前转速信号获取先前转速峰峰值，所述转速峰峰值为一个喷射周期内转速最大值与最小值之差； 先前喷油量获取模块，用于获取所述先前转速信号对应的所述喷射器的先前喷油量；对应关系建立模块，用于根据所述先前转速峰峰值与所述先前喷油量，建立转速峰峰值与喷油量间的对应关系； 当前转速信号获取模块，用于获取当前转速信号； 当前峰峰值获取模块，用于根据所述当前转速信号获取当前转速峰峰值； 当前喷油量确定模块，用于根据所述转速峰峰值与喷油量间的对应关系，确定所述当前转速峰峰值对应的喷油量，作为当前实际喷油量。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述当前峰峰值获取模块包括: 当前检测时间段确定子模块，用于确定当前时刻对应的当前检测时间段； 喷射周期确定子模块，用于在当前检测时间段中确定各个喷射周期对应的时间段； 转速最值确定子模块，用于根据当前转速信号，确定每个喷射周期对应的时间段内的转速最大值和转速最小值； 喷射周期峰峰值计算子模块，用于计算每个喷射周期的的转速峰峰值； 峰峰值平均值计算子模块，用于计算当前检测时间段内各个喷射周期转速峰峰值的平均值； 平均值确定子模块，用于将所述转速峰峰值的平均值确定为所述当前转速峰峰值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述喷射周期峰峰值计算子模块包括: 转速最值获取子模块，用于获取每个喷射周期内的转速最大值和转速最小值； 第一峰峰值计算子模块，用于将各个喷射周期的转速最大值与转速最小值的差值确定为各个喷射周期对应的转速峰峰值。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述喷射周期峰峰值计算子模块包括: 转速最值获取子模块，用于获取每个喷射周期内的转速最大值和转速最小值； 第一初始峰峰值计算子模块，用于将各个喷射周期的转速最大值与对应各所述转速最大值之前出现的最后一个转速最小值之间的差值确定为各喷射周期对应的第一初始转速峰峰值； 第二初始峰峰值计算子模块，用于将各个喷射周期的转速最大值与对应各所述转速最大值之后出现的第一个转速最小值之间的差值确定为各喷射周期对应的第二初始转速峰峰值；第二峰峰值计算子模块，用于将各个喷射周期的第一初始转速峰峰值和第二初始转速峰峰值的平均值确定为各个喷射周期对应的转速峰峰值。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述当前检测时间段确定子模块包括: 起点时刻确定子模块，用于根据当前时刻，确定当前检测时间段的起点时刻； 时间长度确定子模块，用于根据发动机机型，确定当前检测时间段的时间长度；所述时间长度为整数个所述发动机的工作循环。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述喷射周期确定子模块包括: 压缩上止点确定子模块，用于根据当前转速信号，确定当前检测时间段内的压缩上止点的时刻； 齿数确定子模块，用于确定喷射周期对应的曲轴齿圈上的齿数； 喷射时间段确定子模块，用于将自各个所述压缩上止点的时刻起经过所述齿数的时间段确定为各个喷射周期对应的时间段。
14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括: 当前喷油量判断模块，用于判断当前实际喷油量与当前时刻发动机状态对应的设定喷油量之间的差值是否大于预设的阈值； 喷油量修正模块，用于在所述当前喷油量判断模块的判断结果为是的情况下，则喷油量修正至所述设定喷油量 。
全文摘要
本发明公开了一种获取发动机喷射器喷油量的方法和装置，所述方法预先执行的步骤包括获取所述发动机的先前转速信号，并根据所述先前转速信号获取先前转速峰峰值，获取所述先前转速信号对应的所述喷射器的先前喷油量，根据所述先前转速峰峰值与所述先前喷油量，建立转速峰峰值与喷油量间的对应关系；实时获取喷油量时所述方法包括获取当前转速信号，并根据所述当前转速信号获取当前转速峰峰值；根据所述转速峰峰值与喷油量间的对应关系，确定所述当前转速峰峰值对应的喷油量，作为当前实际喷油量。通过本发明的技术方案，可以缩短实时获取实际喷油量的获取延迟时间和修正延迟时间，从而可以减少由于喷油孔磨损变大而导致的能源浪费。
文档编号F02D41/14GK103075263SQ20121058321
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者李大明, 刘兴义, 王裕鹏, 马永超 申请人:潍柴动力股份有限公司