一种燃油系统喷射正时的监控方法

技术领域

本发明涉及发动机控制技术领域，具体地指一种燃油系统喷射正时的监控方法。

背景技术

柴油发动机的喷油正时指的是喷油提前角，喷油提前角是指喷油器开始喷油时活塞距离上止点的曲轴角度，喷油提前角的大小对柴油发动机的运行状况影响很大，喷油提前角过大时，将导致备燃期较长，引起柴油发动机工作粗暴，喷油提前角过小时，将导致柴油燃烧过程延后，最高压力值下降，从而使柴油发动机热效率明显下降。喷油提前角的正确计算及执行是实现柴油发动机高效燃烧的前提，同时也是保证柴油发动机正确输出动力的前提，只有保证了柴油发动机的正确动力输出才能保证车辆的安全运行。为了保证柴油发动机喷油时机的正确性，需要对燃油系统的喷油正时进行监控。

申请号为201811130279.X，名称为《发动机喷油正时偏差检测方法及系统》的对比文件1中公开了一种发动机喷油正时偏差检测方法及系统，所述方法包括：获取发动机的预标定的理想爆压MAP与喷油提前角MAP；获取所述发动机的实际爆压；当所述实际爆压不符合所述理想爆压MAP的要求时，确定所述发动机喷油正时存在偏差。

申请号为201811316265.7，名称为《一种内燃机配气及喷油在线正时检测装置》的对比文件2中公开了一种内燃机配气及喷油在线正时检测装置，内燃机的齿轮系具有驱动喷油泵齿轮、驱动曲轴齿轮、驱动凸轮轴齿轮和中间齿轮；正时检测装置还具有多个与转速信号盘连通的磁电传感器：磁电传感器Ⅰ、磁电传感器Ⅱ、磁电传感器Ⅲ、磁电传感器Ⅳ；磁电传感器Ⅰ布置于转速信号盘的齿边；所述的磁电传感器Ⅱ布置于驱动凸轮轴齿轮的齿边；磁电传感器Ⅲ设置在驱动喷油泵齿轮的齿边；磁电传感器Ⅳ为转配在喷油泵上的多个。

在现有技术方案中，对比文件1通过安装爆压传感器的方法对实际爆压进行测量，此方法需要借助于燃烧分析仪和缸压传感器，所以此方法多用于开发过程中的台架试验，无法解决量产过程中实时监测爆压的问题。对比文件2需要额外增加传感器零件，增加成本，装配复杂且后期维护保养成本高，易出问题，维修困难。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种无需额外增加传感器零件即可对燃油系统喷射正时进行精准监控的方法。

为实现此目的，本发明所设计的燃油系统喷射正时的监控方法，包括读取喷油相关信号，根据发动机转速计算单个齿周期，根据喷油相关信号和单个齿周期计算喷油参考齿齿号；

根据所述喷油参考齿齿号、所述单个齿周期和所述喷油相关信号计算喷射参考齿下降沿的时间戳距离喷射中断时刻的时间差；

计算喷油参考齿距离当前喷射缸的喷射上止点的曲轴齿的齿数，读取喷射角速度，确定曲轴盘的相邻两个曲轴齿之间的角度，根据所述喷油参考齿距离当前喷射缸的喷射上止点的曲轴齿的齿数、所述喷射角速度、所述喷射参考齿下降沿距离喷射中断的时间差和所述曲轴盘的相邻两个曲轴齿之间的角度计算实际喷油正时；

判断实际喷油正时是否在设定的喷油阈值范围内以及实际喷油正时与设定喷油正时之间的差值是否在设定的喷油偏差阈值范围内，若同时满足上述两个判断条件则喷油正时正常，若不能同时满足上述两个判断条件则喷油正时故障。

进一步的，所述读取喷油相关信号包括读取喷油结束时刻曲轴齿的前一个齿下降沿的时间戳、喷油开始时刻的时间戳和喷油结束时刻曲轴齿的前一个齿的齿号。

进一步的，所述单个齿周期为凸轮轴上转过一个齿所需要的时间；所述单个齿周期的计算公式是：

进一步的，所述根据喷油相关信号和单个齿周期计算喷油参考齿齿号的方法是：将所述喷油结束时刻曲轴齿的前一个齿下降沿的时间戳、喷油开始时刻的时间戳、喷油结束时刻曲轴齿的前一个齿的齿号和所述单个齿周期带入喷油参考齿齿号的计算公式，得到喷油参考齿齿号。

进一步的，所述喷油参考齿齿号的计算公式为：N

进一步的，所述根据所述喷油参考齿齿号、所述单个齿周期和所述喷油相关信号计算喷射参考齿下降的时间戳沿距离喷射中断的时间差的方法是：计算所述喷射结束时刻曲轴齿的前一个齿与所述喷射参考齿之间的曲轴转动时间T

进一步的，所述喷射结束时刻曲轴齿的前一个齿与所述喷射参考齿之间的曲轴转动时间T1的计算公式为：T

进一步的，所述根据所述喷油参考齿距离当前喷射缸的喷射上止点的曲轴齿的齿数、所述喷射角速度、所述喷射参考齿下降沿距离喷射中断的时间差和所述曲轴盘的相邻两个曲轴齿之间的角度计算实际喷油正时的方法是：将所述喷油参考齿距离当前喷射缸的喷射上止点的曲轴齿的齿数、所述喷射角速度、所述喷射参考齿下降沿距离喷射中断的时间差和所述曲轴盘的相邻两个曲轴齿之间的角度带入实际喷油正时的计算公式中，得到所述实际喷油正时。

进一步的，所述实际喷油正时的计算公式为：E

更进一步的，所述的燃油系统喷射正时的监控方法，包括以下步骤：

步骤一：读取喷油相关信号，根据发动机转速计算单个齿周期，根据喷油相关信号和单个齿周期计算喷油参考齿齿号；

步骤二：根据所述喷油参考齿齿号、所述单个齿周期和所述喷油相关信号计算喷射参考齿下降沿的时间戳距离喷射中断时刻的时间差；

步骤三：计算喷油参考齿距离当前喷射缸的喷射上止点的曲轴齿的齿数，读取喷射角速度，确定曲轴盘的相邻两个曲轴齿之间的角度；

步骤四：根据所述喷油参考齿距离当前喷射缸的喷射上止点的曲轴齿的齿数、所述喷射角速度、所述喷射参考齿下降沿距离喷射中断的时间差和所述曲轴盘的相邻两个曲轴齿之间的角度计算实际喷油正时；

步骤五：判断实际喷油正时是否在设定的喷油阈值范围内以及实际喷油正时与设定喷油正时之间的差值是否在设定的喷油偏差阈值范围内，若同时满足上述两个判断条件则喷油正时正常，若不能同时满足上述两个判断条件则喷油正时故障。

本发明的有益效果是：本发明所设计的监控方法可以在不借助其它外部设备或传感器的前提下，准确计算实际喷油正时，降低了开发成本。根据判断实际喷油正时是否在发动机允许的正时范围内，可得到非正常喷油和正常喷油的判断结论，可对非正常喷油进行识别，降低对排放和噪声的影响。当监控到喷油正时存在错误时，可通过限制发动机喷油使发动机及整车进入安全状态，降低了因喷油正时故障造成的非预期的扭矩输出，保证了整车的行驶安全。

附图说明

图1为本发明中燃油系统喷射正时的监控方法流程图；

图2为本发明中时间与喷射参考齿的示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。

如图1—2所示的燃油系统喷射正时的监控方法，包括以下步骤：

步骤一：读取喷油相关信号，根据发动机转速计算单个齿周期，根据喷油相关信号和单个齿周期计算喷油参考齿齿号；

步骤二：根据喷油参考齿齿号、单个齿周期和喷油相关信号计算喷射参考齿下降沿的时间戳距离喷射中断时刻的时间差；

步骤三：计算喷油参考齿距离当前喷射缸的喷射上止点的曲轴齿的齿数，读取喷射角速度，确定曲轴盘的相邻两个曲轴齿之间的角度；

步骤四：根据喷油参考齿距离当前喷射缸的喷射上止点的曲轴齿的齿数、喷射角速度、喷射参考齿下降沿距离喷射中断的时间差和曲轴盘的相邻两个曲轴齿之间的角度计算实际喷油正时；

步骤五：判断实际喷油正时是否在设定的喷油阈值范围内以及实际喷油正时与设定喷油正时之间的差值是否在设定的喷油偏差阈值范围内，若同时满足上述两个判断条件则喷油正时正常，若不能同时满足上述两个判断条件则喷油正时故障。

读取喷油相关信号包括读取喷油结束时刻曲轴齿的前一个齿下降沿的时间戳、喷油开始时刻的时间戳和喷油结束时刻曲轴齿的前一个齿的齿号。

单个齿周期为凸轮轴上转过一个齿所需要的时间；单个齿周期的计算公式是：

根据喷油相关信号和单个齿周期计算喷油参考齿齿号的方法是：将喷油结束时刻曲轴齿的前一个齿下降沿的时间戳、喷油开始时刻的时间戳、喷油结束时刻曲轴齿的前一个齿的齿号和单个齿周期带入喷油参考齿齿号的计算公式，得到喷油参考齿齿号。

喷油参考齿齿号的计算公式为：N

根据喷油参考齿齿号、单个齿周期和喷油相关信号计算喷射参考齿下降的时间戳沿距离喷射中断的时间差的方法是：计算喷射结束时刻曲轴齿的前一个齿与喷射参考齿之间的曲轴转动时间T

喷射结束时刻曲轴齿的前一个齿与喷射参考齿之间的曲轴转动时间T

根据喷油参考齿距离当前喷射缸的喷射上止点的曲轴齿的齿数、喷射角速度、喷射参考齿下降沿距离喷射中断的时间差和曲轴盘的相邻两个曲轴齿之间的角度计算实际喷油正时的方法是：将喷油参考齿距离当前喷射缸的喷射上止点的曲轴齿的齿数、喷射角速度、喷射参考齿下降沿距离喷射中断的时间差和曲轴盘的相邻两个曲轴齿之间的角度带入实际喷油正时的计算公式中，得到实际喷油正时。

实际喷油正时的计算公式为：E

以1缸的某一次喷油为例，假设此次喷油结束后，底层反馈给应用层的三个信号分别为：T

按照步骤1的计算结果，计算T

在计算喷射参考齿距离喷油上止点的齿数N

第4缸的后喷发生在曲轴第1-20个齿之间，第4缸的后喷N

第5缸的预喷有可能发生在曲轴齿第120个齿之前，如果是这种情况下，

N

N

具体应用事例：按照步骤1和步骤2的计算结果计算实际正时E

E

根据实际正时判断是不是在发动机允许的正时范围内

发动机的喷油包括预喷、主喷、后喷，喷油正时允许的范围一般为上止点前后一定的范围内，不同的发动机这个阈值可能会不同，根据实际正时，可先判断实际正时是否在允许的阈值范围内，假如超过阈值，则认为这次喷油是非正常喷油，直接报喷油正时故障；

若实际喷油正时在发动机允许的阈值范围内，则计算实际喷油正时和设定喷油正时的偏差值；当实际喷油正时和设定喷油正时偏差超过一定阈值时，即可诊断出喷油正时故障。例如假设设定喷油的阈值范围为上止点60°，则实际正时为24.5°在阈值范围内，

假设设定的喷油正时为21°，允许的实际喷油正时和设定喷油正时的偏差值为2°，此时24.5°便超出了阈值，报出喷油正时故障。

本发明所设计的监控方法可以在不借助其它外部设备或传感器的前提下，准确计算实际喷油正时，降低了开发成本。根据判断实际喷油正时是否在发动机允许的正时范围内，可得到非正常喷油和正常喷油的判断结论，可对非正常喷油进行识别，降低对排放和噪声的影响。当监控到喷油正时存在错误时，可通过限制发动机喷油使发动机及整车进入安全状态，降低了因喷油正时故障造成的非预期的扭矩输出，保证了整车的行驶安全。

在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。

当相关的已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本说明书和权利要求的重点时，将省略详细描述。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是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，均应认为属于本发明的保护范围。