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    重庆时时彩个位单双: 在高压共轨系统中基于曲轴转角来测量轨压的方法和装置.pdf

    关 键 词:
    高压 系统 基于 曲轴 转角 测量 方法 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110035501.X

    申请日:

    2011.02.01

    公开号:

    CN102182602A

    公开日:

    2011.09.14

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F02M 65/00申请日:20110201|||公开
    IPC分类号: F02M65/00 主分类号: F02M65/00
    申请人: 潍柴动力股份有限公司
    发明人: 李大明; 刘兴义; 桑海浪; 聂文平; 王秀雷
    地址: 261001 山东省潍坊市高新技术产业开发区福寿东街197号甲
    优先权:
    专利代理机构: 北京市金杜律师事务所 11256 代理人: 王茂华;李辉
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110035501.X

    授权公告号:

    102182602B||||||

    法律状态公告日:

    2013.05.15|||2011.11.02|||2011.09.14

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及在高压共轨系统中基于曲轴转角来测量轨压的方法和装置。该方法包括:将实时测量的实际轨压进行滤波以形成输入轨压;在预定义的曲轴转角间隔对输入轨压进行采样以形成采样信号;选择位于高压共轨系统的轨压平稳区内的采样信号作为轨压的特征采样点;对特征采样点进行滤波以生成轨压的测量值。该装置包括:输入轨压形成器,用于将实时测量的实际轨压进行滤波以形成输入轨压;采样信号形成器,用于在预定义的曲轴转角间隔对输入轨压进行采样以形成采样信号;特征采样点选择器,用于选择位于高压共轨系统的轨压平稳区内的采样信号作为轨压的特征采样点;轨压信号生成器,用于对特征采样点进行滤波以生成轨压的测量值。

    权利要求书

    1: 一种在高压共轨系统中基于曲轴转角来测量轨压的方法, 包括 : 将实时测量的实际轨压进行滤波以形成输入轨压 ; 在预定义的曲轴转角间隔对所述输入轨压进行采样以形成采样信号 ; 选择位于所述高压共轨系统的轨压平稳区内的所述采样信号作为所述轨压的特征采 样点 ; 对所述特征采样点进行滤波以生成所述轨压的测量值。
    2: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述高压共轨系统中的轨压平稳区对应于所述曲 轴转角到达上止点前 35-10 度内的区域。
    3: 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中在预定义的曲轴转角间隔对所述输入轨压进 行采样以形成采样信号包括 : 将曲轴转角信号转换为周期性地触发对所述输入轨压进行采样的触发信号 ; 响应于所述触发信号中的各触发点来对所述输入轨压进行采样。
    4: 根据权利要求 3 所述的方法, 其中所述触发信号是方波信号。
    5: 根据权利要求 4 所述的方法, 在所述方波信号的一个周期内设置至少一个触发点。
    6: 根据权利要求 5 所述的方法, 其中所述触发点是以下中的至少一个 : 所述方波信号 的上升沿、 所述方波信号的下降沿。
    7: 根据权利要求 5 所述的方法, 其中在所述方波信号的一个周期内设置至少一个触发 点包括 : 在所述方波信号的所述周期开始时设置定时器 ; 所述定时器以预定时间间隔产生中断以生成触发点, 直到在所述方波信号的所述周期 内产生了预定数量的触发点、 或者所述方波信号的所述周期结束为止。
    8: 一种在高压共轨系统中基于曲轴转角来测量轨压的装置, 包括 : 输入轨压形成器, 用于将实时测量的实际轨压进行滤波以形成输入轨压 ; 采样信号形成器, 用于在预定义的曲轴转角间隔对所述输入轨压进行采样以形成采样 信号 ; 特征采样点选择器, 用于选择位于所述高压共轨系统的轨压平稳区内的所述采样信号 作为所述轨压的特征采样点 ; 轨压信号生成器, 用于对所述特征采样点进行滤波以生成所述轨压的测量值。
    9: 根据权利要求 8 所述的装置, 还包括 : 轨压平稳区选择器, 用于选择所述曲轴转角到达上止点前 35-10 度内的区域作为所述 高压共轨系统中的轨压平稳区。
    10: 根据权利要求 8 或 9 所述的装置, 其中所述采样信号形成器包括 : 触发信号生成器, 用于将曲轴转角信号转换为周期性地触发对所述输入轨压进行采样 的触发信号 ; 采样器, 用于响应于所述触发信号中的各触发点来对所述输入轨压进行采样。
    11: 根据权利要求 10 所述的装置, 其中所述触发信号是方波信号。
    12: 根据权利要求 11 所述的装置, 其中所述采样信号形成器还包括 : 触发点生成器, 用于在所述方波信号的一个周期内设置至少一个触发点。
    13: 根据权利要求 12 所述的装置, 其中所述触发点是以下中的至少一个 : 所述方波信 2 号的上升沿、 所述方波信号的下降沿。
    14: 根据权利要求 12 所述的装置, 其中所述触发点生成器包括 : 启动器, 用于在所述方波信号的所述周期开始时设置定时器 ; 中断生成器, 用于所述定时器以预定时间间隔产生中断以生成触发点, 直到在所述方 波信号的所述周期内产生了预定数量的触发点、 或者所述方波信号的所述周期结束为止。
    15: 一种在高压共轨系统中基于曲轴转角来测量轨压的装置 (800), 包括 : 实时压力传感器 (802), 用于实时测量高压共轨系统的实际轨压 ; 第一滤波器 (804), 用于将来自实时压力传感器 (802) 的实际轨压进行滤波, 以形成输 入轨压 (806) ; 转换???(814), 用于将原始曲轴信号 (812) 转换为方波信号 (816) ; A/D 转换器, 用于收来自第一滤波器 (804) 的输入轨压 (806) ; 并且 用于接收来自转换???(814) 的方波信号 (816) 作为触发, 将基于方波 (816) 采样的采样信号输入缓存器 (810), 均值器 (820), 用于将来自缓存 器 (810) 的数据转换为采样信号, 选择器 (824), 用于基于特定的曲轴转角信号 (822) 生成中断, 并选择位于所述高压共 轨系统的轨压平稳区内的所述采样信号作为所述轨压的特征采样点, 以及 第二滤波器 (826), 用于对来自选择器 (824) 的轨压的特征采样点进行滤波, 以生成所 述轨压的测量值 (828)。
    16: 根据权利要求 15 所述的装置, 还包括 : 计数器 (818), 用于接收来自转换???(814) 的方波信号 (816), 并在所述方波信号 (816) 的一个周期内产生多个采样触发点 ; 采样信号输入缓存器 (810), 用于将基于所述多个采样触发点而采样。

    说明书


    在高压共轨系统中基于曲轴转角来测量轨压的方法和装置

        技术领域 本发明的各实施方式涉及发动机领域, 并且更具体地, 涉及一种在高压共轨系统 中基于曲轴转角来测量轨压的方法和装置。
         背景技术 高压共轨系统是一种用于柴油发动机的供油系统。该系统在高压油泵、 实时压力 传感器和电子控制单元组成的闭环系统中, 可以将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分 开。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管中, 通过实时压力传感器测量公共供油 管内的压力来实现精确控制, 使得公共供油管内的压力大小与发动机的转速无关, 从而大 幅度减小柴油发动机公共供油管内的压力随发动机转速变化的程度。
         电子控制单元控制喷油器的喷油量, 喷油量大小取决于公共供油管压力和电磁阀 开启时间的长短。通常, 将公共供油管内的压力称为共轨压力, 或者简称为轨压。在共轨系 统中, 共轨压力不仅决定了喷油压力的高低, 而且是喷油计量的重要参数, 其稳定性和过渡
         响应直接影响发动机启动、 怠速、 加速等性能。所以确保精确地对轨压信号进行采样、 滤波 和控制具有重要意义。
         然而在发动机的实际运行过程中, 高压共轨系统的轨压实测信号会出现周期性的 波动, 每个波动周期主要分为轨压平稳区和轨压波动区。 应当注意, 处于轨压平稳区中的轨 压测量值对于发动机的整体性能控制是有意义的, 而在实际控制中并不特别关注处于轨压 波动区中的轨压测量值。为简便起见, 在下文中将处于轨压平稳区内的轨压简称为有效轨 压。 测量有效轨压时, 需要通过滤波处理过滤掉轨压波动区中的数据, 保留轨压平稳区中的 数据用作进一步的后续操作。
         尽管现有技术中已经开发出了测量有效轨压的方法, 然而这些方法的采样数据中 通常包括大量位于轨压波动区中的噪声数据, 由于无法有效剔除噪声数据, 因而造成轨压 测量的准确性不够高。由于不能满足精确测量高压共轨系统中的有效轨压, 有可能导致无 法准确进行控制轨压和保持轨压稳定性的后续操作。 发明内容
         因此, 在尽量不改变高压共轨系统现有配置的前提下, 如何实现更为方便、 准确地 测量高压共轨系统中的有效轨压成为一项亟待解决的问题。为此, 本发明提供了一种基于 曲轴转角来测量轨压的方法和装置。
         根据本发明的一个实施方式, 提供了一种在高压共轨系统中基于曲轴转角来测量 轨压的方法, 包括 : 将实时测量的实际轨压进行滤波以形成输入轨压 ; 在预定义的曲轴转 角间隔对输入轨压进行采样以形成采样信号 ; 选择位于高压共轨系统的轨压平稳区内的采 样信号作为轨压的特征采样点 ; 对特征采样点进行滤波以生成轨压的测量值。
         根据本发明的另一实施方式, 其中高压共轨系统中的轨压平稳区对应于曲轴转角 到达上止点前 35-10 度内的区域。根据本发明的另一实施方式, 其中在预定义的曲轴转角间隔对输入轨压进行采样 以形成采样信号包括 : 将曲轴转角信号转换为周期性地触发对输入轨压进行采样的触发信 号; 响应于触发信号中的各触发点来对输入轨压进行采样。
         根据本发明的另一实施方式, 提供了一种在高压共轨系统中基于曲轴转角来测量 轨压的装置, 包括 : 输入轨压形成器, 将实时测量的实际轨压进行滤波以形成输入轨压 ; 采 样信号形成器, 在预定义的曲轴转角间隔对输入轨压进行采样以形成采样信号 ; 特征采样 点选择器, 选择位于高压共轨系统的轨压平稳区内的采样信号作为轨压的特征采样点 ; 轨 压信号生成器, 对特征采样点进行滤波以生成轨压的测量值。
         根据本发明的另一实施方式, 还包括 : 轨压平稳区选择器, 用于选择曲轴转角到达 上止点前 35-10 度内的区域作为高压共轨系统中的轨压平稳区。
         根据本发明的另一实施方式, 其中所述采样信号形成器包括 : 触发信号生成器, 用 于将曲轴转角信号转换为周期性地触发对输入轨压进行采样的触发信号 ; 采样器, 用于响 应于触发信号中的各触发点来对输入轨压进行采样。
         采用根据本发明的各实施方式, 可以在尽量不改变高压共轨系统现有配置的前提 下, 在高压共轨系统中方便、 准确地测量有效轨压数据, 并且还可以以易于部署的方式实现 高压共轨系统的配置。 附图说明
         结合附图并参考以下详细说明, 本发明各实施方式的特征、 优点及其他方面将变 得更加明显, 在附图中 :
         图 1 示意性示出了在高压共轨系统中实际测量的轨压信号的曲线图 ;
         图 2 示意性示出了根据现有技术的对实际测量的轨压信号进行采样和滤波的轨 压信号的曲线图 ;
         图 3 示意性示出了根据本发明一个实施方式的基于曲轴转角来测量轨压的方法 的流程图 ;
         图 4 示意性示出了根据本发明一个实施方式的、 在触发信号的一个周期期间选取 多个触发点的方法的流程图 ;
         图 5 示意性示出了根据本发明一个实施方式的基于曲轴转角进行采样的轨压信 号的曲线图 ;
         图 6 示意性示出了根据本发明一个实施方式的基于曲轴转角进行采样和滤波的 轨压信号的曲线图 ;
         图 7 示意性示出了根据本发明一个实施方式的基于曲轴转角来测量轨压的装置 的框图 ; 以及
         图 8 示意性示出了根据本发明一个实施方式的基于曲轴转角来测量轨压的装置 的具体实现细节。 具体实施方式
         下面参考附图详细描述本发明的各实施方式。附图中的流程图和框图, 图示了按 照本发明各种实施方式的系统、 方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、 功能和操作。 在这点上, 流程图或框图中的每个方框可以代表一个???、 程序段、 或代码的一部分, 所 述???、 程序段、 或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。 也应当注意, 在有些作为备选的实现中, 方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标 注的顺序发生。 例如, 两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行, 它们有时也可以 按相反的顺序执行, 这依所涉及的功能而定。也要注意的是, 框图和 / 或流程图中的每个方 框、 以及框图和 / 或流程图中的方框的组合, 可以用执行规定的功能或操作的专用的基于 硬件的系统来实现, 或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
         在下文中, 将仅以 4 行程的柴油发动机中的高压共轨系统作为应用环境的示例, 来示出根据本发明实施方式的基于曲轴转角来测量轨压的方法。应当理解, 本发明还可以 应用于具有其他行程数量的发动机的高压共轨系统中。此外, 尽管本说明书中以 6 个气缸 发动机作为具体示例, 根据本发明的方法和装置还可以应用于具有包括但不限于 6 气缸的 发动机中, 也即可以应用于具有其他数量气缸的发动机的高压共轨系统中。
         参见图 1, 该图示意性示出了在高压共轨系统中实际测量的轨压信号的曲线图 100。 应当注意, 实际测量的轨压是通过设置于高压共轨系统的公共供油管内的实时压力传 感器实时感测的轨压值。图 1 中的曲线 110 是依据实时感测的轨压值随时间变化而绘制的 曲线。图 1 中所示坐标的横轴表示时间轴, 该坐标的纵轴表示轨压信号。从图 1 中所示可 见, 实际测量的轨压 110 随着时间周期性地上下波动, 并且包括波峰 ( 对应于轨压平稳区 ) 和波谷 ( 轨压波动区 ) 两部分。图 1 中示出了 8 个轨压波动周期。 轨压平稳区对应于高压共轨系统中非喷油的工作区间, 在此区间中轨压包含轻微 波动。而由于喷油导致在轨压波动中存在较大波动, 此时燃油从高压共轨系统的公共供油 管中喷出, 而造成压力大大降低并产生了轨压信号中的波谷。这种波动的周期较小并属于 高频波动, 且不能通过轨压控制进行补偿。
         图 2 示意性示出了根据现有技术的对实际测量的轨压信号进行采样和滤波的轨 压信号的曲线图 200, 其中示出了 8 个轨压波动周期。实际测量的轨压如曲线 210 所示, 该 曲线 210 的测量方法与图 1 中实际测量的轨压 110 的测量方法相同。图 2 中以 “*” 表示的 多个采样点 220 示出了基于特定时间间隔对实际测量的轨压 210 进行的采样。图 2 所示示 例中采用了基于特定时间间隔进行采样的方式, 例如以每隔 0.001 秒进行采样, 之后对 10 个连续采样点的采样轨压值求平均, 由此得到周期为 0.01 秒的多个采样点 220。
         从图 2 中可见, 基于时间变量来采样轨压时, 多个采样点 220 中的某些位于轨压平 稳区中, 而某些则位于轨压波动区中。并且随着发动机曲轴转速的变化, 在 0.01 秒内曲轴 旋转经过的角度是不同的。当曲轴转速发生变化时, 每个波动周期内的轨压平稳区和轨压 波动区所对应的时间也会发生变化。也即, 当曲轴正在以转速 1 旋转时, 若以 0.01 秒为周 期采样轨压时有可能使得较多的采样点落入轨压平稳区 ; 而当曲轴以另一转速 2 旋转时, 若继续以 0.01 秒为周期采样轨压, 则很可能会出现大量采样点不在轨压平稳区内的情况。
         应当注意, 在高压共轨系统的每个波动周期中, 轨压平稳区内的轨压更能代表对 于后续控制操作有意义的轨压, 此区间内的轨压大小与发动机的工作状态具有直接相关 性, 因而属于轨压测量和控制中需要被采样的区间范围。 然而, 轨压波动区内的信号是会造 成轨压测量误差的噪声信号, 即使对该区间内的轨压进行了采样, 这些采样也属于需要被 剔除的异常数据, 因而在采样和控制中应当尽量避开。
         另外, 这种基于时间进行采样的方法没有考虑当前泵油和喷油相对于曲轴的相 位, 此时采样的轨压瞬时信号点的位置可能出现在轨压信号剧烈波动的区域, 导致即使轨 压信号平稳时也会得出轨压正在波动的错误结论。例如图 2 中曲线 230 示出了滤波后的轨 压曲线, 由于此时某些采样点 ( 例如噪声采样点 240 和噪声采样点 250) 位于轨压波动区, 导致了滤波后的轨压信号也出现了波动, 造成采样结果不准确。 在采样过程中, 应当避免在 轨压波动区内进行采样。
         根据本发明的一个实施方式, 考虑了在采样过程中尽量采样轨压平稳区内的轨压 值 ( 也即, 采样图 1 所示的轨压较为平稳的波峰区域中的轨压 ), 并且尽可能地避免采样轨 压波动区中的数据 ( 也即, 避免采样图 1 所示的剧烈震荡的波谷附近范围内的轨压 ), 以便 减少对高压共轨系统中轨压的测量值产生干扰。
         为了更清楚地阐述本发明的实施方式, 现在简述 4 个行程的工作过程, 并分析高 压共轨系统中的轨压平稳区与 4 个行程之间的关系。 对于 4 行程柴油机而言, 柴油机的工作 是由进气、 压缩、 燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的, 这四个过程构成了一个工作循环。 在一个工作循环中, 曲轴旋转 720 度, 曲柄上下行进两次。
         1. 进气行程 : 该行程的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气行程开始时, 活塞 位于上止点。随着曲轴旋转, 曲柄使活塞从上止点向下止点移动, 同时, 利用与曲轴相连的 传动机构使进气阀打开。 随着活塞向下运动, 气缸内活塞上面的容积逐渐增大 : 造成气缸内 的空气压力低于进气管内的压力, 因此外面空气就不断地充入气缸。当活塞向下运动接近 下止点时, 进入气缸的气流仍具有很高的速度, 惯性很大, 为了利用气流的惯性来提高充气 量, 进气阀在活塞过了下止点以后关闭。 2. 压缩行程 : 在此行程中, 活塞从下止点向上止点运动, 这个行程的作用为 : 1) 提 高空气的温度 ; 2) 为气体膨胀做功创造条件。当活塞上行、 进气阀关闭以后, 气缸内的空气 受到压缩。压缩终点的温度远高于燃油的自燃温度, 足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃 烧。
         应当注意, 喷入气缸的燃油并不是立即发火的, 而且经过物理化学变化之后才发 火, 这段时间大约有 0.001-0.005 秒, 称为发火延迟期。因此, 要在曲轴旋转至上止点前 35-10 度的曲轴转角时开始将雾化的燃油喷入气缸, 并使曲轴在上止点后 5-10 度时, 在燃 烧室内达到最高燃烧压力, 迫使活塞向下运动。
         3. 做功行程 : 此时大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。燃烧时放出大量的热 量, 因此气体的压力和温度便急剧升高, 活塞在高温高压气体作用下向下运动, 并通过曲柄 使曲轴转动, 对外做功。 随着活塞的下行, 气缸的容积增大, 气体的压力下降, 工作行程在活 塞行至下止点, 排气阀打开时结束。
         4. 排气行程 : 排气行程的功用是把膨胀后的废气排出去, 以便充填新鲜空气, 为 下一个循环的进气作准备。 当工作行程活塞运动到下止点附近时, 排气阀开起, 活塞在曲轴 和连杆的带动下, 由下止点向上止点运动, 并把废气排出气缸外。
         由上可知, 四行程柴油机, 在一个工作循环中, 只有一个行程做功, 其余三个行程 都是为做功行程创造条件的辅助行程。在多缸发动机中, 所有气缸的做功行程并不同时进 行, 而是尽可能地有一个均匀的做功间隔。例如 6 缸发动机, 在完成一个工作循环中, 曲轴 旋转两周即 720 度, 曲轴转角每旋转 120 度就有一个气缸做功。在上文参见图 1 和图 2 示
         出的示例中, 一个轨压波动周期对应于 6 缸发动机中一个气缸的做功。因而多缸发动机曲 轴运转均匀, 工作平稳, 并可获得足够大的功率。
         应当注意, 基于发动机自身特性的区别, 轨压平稳区所对应的曲轴转角范围也不 尽相同。通常, 当曲轴距上止点前约 35-10 度附近并且在喷油嘴喷油前后, 高压共轨系统中 的轨压最高并且相对平稳, 此时也即处于前文所述的轨压平稳区。由于轨压平稳区总是伴 随着 4 行程柴油发动机的压缩行程出现的, 因而可以设计一种仅对轨压平稳区区间内的轨 压进行采样的机制。从柴油发动机的基本原理可知, 轨压平稳区仅在每个工作循环中曲轴 转角位于特定角度时 ( 例如, 压缩行程中曲轴在上止点前 35-10 度范围内 ) 出现, 因而可以 采用曲轴转角作为采样轨压信号的触发。
         在下文中, 将参见图 3 至图 8 详述根据本发明的实施方式的方法和装置。图 3 示 意性示出了根据本发明一个实施方式的基于曲轴转角来测量轨压的方法的流程图 300。在 步骤 S302 中, 将实时测量的实际轨压进行滤波以形成输入轨压。应当注意, 可以通过实时 压力传感器来获取高压共轨系统中的实时轨压信号, 并且采用例如低通滤波器来过滤实时 轨压信号中的噪声, 以形成输入的待采样的轨压信号。
         在步骤 S304 中, 在预定义的曲轴转角间隔对输入轨压进行采样以形成采样信号。 在一个实施方式中, 可以基于曲轴转角的中断进行采样。例如, 在曲轴每次旋转特定角度 ( 例如, 6 度等 ) 时进行采样。由于曲轴包括特定数量的轮齿, 还可以在曲轴每次旋转特定 数量的轮齿时进行采样。 例如, 对于 6 缸柴油机而言, 曲轴旋转一周包括 3 个轨压波动周期, 采用以曲轴旋 转特定角度时触发采样, 则无论曲轴转速如何, 在一个波动周期内获得的采样点的数量均 相同。具体而言, 在曲轴包括 60 个轮齿的情况下, 若在曲轴每次旋转 1 个轮齿时触发一次 采样, 则曲轴旋转一周可以获得 60 个采样点 ( 对应于 3 个轨压波动周期 ) ; 若在曲轴每次 旋转 2 个轮齿时触发一次采样, 则曲轴旋转一周可以获得 30 个采样点 ( 对应于 3 个轨压波 动周期 )。
         应当注意, 通常对于包括 60 个轮齿的曲轴, 该曲轴实际上包括 “60-2” 也即 58 个 轮齿。缺少的两个轮齿可以标识出曲轴每次旋转的开始和结束位置。在其他具体实现中, 缺齿数量包括但不限于 2 个, 而是还可以具有其他数量的缺齿。应当注意, 尽管本说明书中 采用以具有 60 个轮齿的曲轴作为示例, 在其他备选实施方式中, 曲轴还可以包括其他数量 的轮齿。 只要作为采样间隔的旋转角度是固定的, 则每个波动周期内获得采样点数量恒定。
         在步骤 S306 中, 选择位于高压共轨系统中的轨压平稳区内的采样信号作为轨压 的特征采样点。从上文中针对轨压平稳区与曲轴转角位置的关系可知, 对于一般柴油发动 机而言, 高压共轨系统中的轨压平稳区对应于曲轴转角到达上止点前 35-10 度内的区域。 则可以选择在曲轴转角到达上止点前 35-10 度内区域中的采样点的数值, 作为轨压的特征 采样点。此时的特征采样点可以从整体上反映高压共轨系统中对于控制轨压有效的轨压 值。
         通过选择特征采样点的方法, 可以快速有效地剔除轨压平稳区以外的 “噪声采样 点 ( 例如图 2 中所示的位于轨压波动区中的噪声采样点 240 和 250)” , 从而达到准确测量轨 压的目的。
         继而在步骤 S308 中, 对特征采样点进行滤波以生成轨压的测量值。步骤 S306 所
         得的特征采样点已经能够较好地反映轨压平稳区内的轨压值, 在步骤 S308 中的处理可以 进一步滤除噪声采样点以便获得更准确的测量值。
         在一个实施方式中, 在预定义的曲轴转角间隔对输入轨压进行采样以形成采样信 号包括 : 将曲轴转角信号转换为周期性地触发对输入轨压进行采样的触发信号 ; 响应于触 发信号中的各触发点来对输入轨压进行采样。
         由于曲轴转角对应于特定数量的轮齿, 可以采用多种方式将曲轴转角信号转换为 轮齿转动的信号, 并将曲轴旋转经过特定数量的轮齿作为触发采样的触发信号 ; 或者, 还可 以直接以曲轴旋转经过特定角度时, 触发对轨压进行采样。 根据本发明的一个实施方式, 触 发信号是方波信号。 例如, 可以在曲轴每次转动一个轮齿 ( 或者旋转经过其他数量的轮齿 ) 时, 触发一次采样?;箍梢圆捎美绶讲ɡ疵枋銮岬淖?, 例如, 将曲轴每次旋转一个轮 齿的开始点对应于方波信号的下降沿 ( 或者上升沿 ), 由此形成连续的方波信号。
         根据本发明的一个实施方式, 可以在方波信号的一个周期内设置至少一个触发 点。 例如, 可以将方波信号的下降沿设置为触发点, 也可以将方波信号的上升沿设置为触发 点, 此时在一个方波周期内, 仅进行一次采样。根据本发明的一个实施方式, 还可以将方波 信号的下降沿和上升沿均设置为触发点, 此时在一个方波周期内, 则进行两次采样。
         例如, 对于具有 60 个轮齿的曲轴, 若设置方波信号下降沿 ( 或上升沿 ) 为触发点 时, 曲轴旋转一周可以获得 60 个采样点 ; 而将方波的下降沿和上升沿均设置为触发点时, 曲轴旋转一周可以获得 120 个采样点, 此时采样间隔更小。
         根据本发明的一个实施方式, 还可以考虑在一个方波周期内设置更多数量的触发 点。 在一个实施方式中, 在方波信号的一个周期内设置至少一个触发点包括 : 在方波信号的 周期开始时设置定时器 ; 定时器以预定时间间隔产生中断以生成触发点, 直到在方波信号 的周期内产生了预定数量的触发点、 或者方波信号的周期结束为止。
         根据一个实施方式, 可以选择在一个触发信号周期 T 期间设置 N(N 为正整数 ) 个 触发点, 例如在一个触发信号周期期间, 每隔时间 ΔT 进行一次采样, 以便增加采样点的数 量。应当注意, N 和 ΔT 的数值与触发信号的周期 T 之间应该满足如下关系 :
         ΔT×(N-1) ≤ T 公式 1
         当 ΔT×(N-1) > T 时, 无法满足在一个触发信号周期 T 内完成 N 次间隔为 ΔT 的 采样。另外应当注意, 当 ΔT×(N-1) = T 时, 一个周期的最后一个采样点恰好与紧邻的下 一周期的第一个采样点重合。为了便于计算, 通常将间隔 ΔT 设置为大大小于触发信号周 期 T 的数值。
         现在参见图 4 来说明如何在作为触发信号的方波周期期间选择多个触发点。图 4 示意性示出了根据本发明一个实施方式的、 在触发信号的一个周期期间选取多个触发点的 方法的流程图 400。在步骤 S402 中, 首先判断 N(N 为正整数 ) 是否大于等于 1, 如果 N 等于 1, 则在触发信号的方波的一个周期内仅选择一个触发点。当 N 大于 1 时, 则表示在触发信 号的方波的一个周期内选择多个触发点。
         在步骤 S404 中, 响应于接收到曲轴转角下降沿, 设置计数器值= N-1。继而在步 骤 S406 中, 执行采样并且设置计数器的值减 1, 之后在步骤 S408 中启动超时时间为 ΔT 的 定时器, 以便在经过 ΔT 之后触发进行下一次采样。在步骤 S410 中, 判断此时计数器的值 是否大于 0, 如果大于 0 则操作返回步骤 S406 以触发下一次采样 ; 否则操作结束。通过图 4所示的流程, 可以实现在在触发信号周期期间选取多个触发点的方法。
         应当注意, 图 4 所示的方法假定 N 和 ΔT 的数值与触发信号的周期 T 之间满足公 式 1, 当未知 N、 ΔT 和 T 的关系是否满足公式 1 时, 还可以设置其他的停止条件, 例如, 在方 波信号的周期内产生了预定数量 N 个触发点、 或者方波信号的周期结束时, 停止操作。
         下面参见图 5 和图 6 并对比图 2 来叙述根据本发明实施方式的方法相对于现有技 术的优势。图 5 示意性示出了根据本发明一个实施方式的基于曲轴转角进行采样的轨压信 号的曲线图 500。图 5 示出了 2 个轨压波动周期的轨压信号, 其中曲线 510 对应于曲轴转角 信号, 而采样点 520 是在曲轴转过特定转角时获得的多个采样点。从图 5 中可见, 曲轴转角 信号 510 的曲线的周期均匀分布, 尽管由多个采样点连接而成的轨压曲线 530 也存在位于 波峰附近的轨压平稳区和波谷附近的轨压波动区, 然而该曲线 530 相对于图 2 中滤波后的 轨压 230 所示的曲线要平滑得多。
         图 5 中的采样点 520 也即由图 3 中步骤 S304 所获得的采样信号, 在后续操作中, 还需要选择轨压平稳区内的特征采样点, 并将特征采样点滤波得出最终测量结果。现在参 考图 6 详细说明这一过程。图 6 示意性示出了根据本发明一个实施方式的基于曲轴转角进 行采样和滤波的轨压信号的曲线图 600。图 6 示出了 8 个轨压波动周期, 其中曲线 610 示出 了实际测量的轨压曲线, 以 “*” 表示的多个点 620 是选择得出的特征采样点, 以黑色圆点表 示的多个点 630 是特征采样点的滤波值, 而曲线 640 表示滤波后的轨压曲线。 从图 6 中可见, 滤波后的轨压曲线 640 是一条较为平滑的曲线, 其中已经剔除了位 于轨压波动区内的噪声采样点。因而, 如图 6 中所示的结果可以更为准确地表示高压共轨 系统中的有效轨压。通过对比图 2 可知, 同样的轨压波动经不同的处理方法最后得到的结 果有很大的差异, 本发明的基于曲轴转角来测量轨压的方法得出的轨压波动明显小于基于 时间采样的轨压波动, 而且无论转速如何变化均可得到较为理想的滤波结果。这可以为后 续的轨压 PID 控制提供更加精确的输入数据。
         图 7 示意性示出了根据本发明一个实施方式的基于曲轴转角来测量轨压的装置 的框图 700。如图 7 所示, 该装置包括 : 输入轨压形成器 710, 用于将实时测量的实际轨压进 行滤波以形成输入轨压 ; 采样信号形成器 720, 用于在预定义的曲轴转角间隔对输入轨压 进行采样以形成采样信号 ; 特征采样点选择器 730, 用于选择位于高压共轨系统的轨压平 稳区内的采样信号作为轨压的特征采样点 ; 轨压信号生成器 740, 用于对特征采样点进行 滤波以生成轨压的测量值。并且输入轨压形成器 710、 采样信号形成器 720、 特征采样点选 择器 730 和轨压信号生成器 740 依次连接。
         根据本发明的一个实施方式, 其中采样信号形成器 720 还可以包括 : 触发信号生 成器 722, 用于将曲轴转角信号转换为周期性地触发对输入轨压进行采样的触发信号 ; 采 样器 724, 用于响应于触发信号中的各触发点来对输入轨压进行采样 ; 以及触发点生成器 726, 用于在方波信号的一个周期内设置至少一个触发点。
         根据本发明的一个实施方式, 还可以包括轨压平稳区选择器 750, 用于选择曲轴转 角到达上止点前 35-10 度内的区域作为高压共轨系统中的轨压平稳区, 并且该轨压平稳区 选择器 750 连接至特征采样点选择器 730。
         根据本发明的一个实施方式, 其中触发信号是方波信号。
         根据本发明的一个实施方式, 其中触发点是以下中的至少一个 : 方波信号的上升
         沿、 方波信号的下降沿。
         根据本发明的一个实施方式, 其中所示触发点生成器包括 : 启动器, 用于在方波信 号的周期开始时设置定时器 ; 中断生成器, 用于定时器以预定时间间隔产生中断以生成触 发点, 直到在方波信号的周期内产生了预定数量的触发点、 或者方波信号的周期结束为止。
         图 8 示意性示出了根据本发明一个实施方式的基于曲轴转角来测量轨压的装置 的具体实现细节 800。 如图 8 所示, 实时压力传感器 802 用于实时测量高压共轨系统的实际 轨压, 第一滤波器 804 用于将来自实时压力传感器 802 的实际轨压进行滤波以形成输入轨 压 806, 转换???814 将原始曲轴信号 812 转换为方波信号 816, A/D 转换器 808 接收来自 第一滤波器 804 的输入轨压 806, 并且接收来自转换???814 的方波信号 816 作为触发, 将 基于方波 816 采样的采样数据输入缓存器 810, 均值器 820 将来自缓存器 810 的数据转换为 采样信号, 选择器 824 基于特定的曲轴转角生成中断, 并选择位于高压共轨系统的轨压平 稳区内的采样信号作为轨压的特征采样点, 并且第二滤波器 826 对来自选择器 824 的轨压 的特征采样点进行滤波, 以生成轨压的测量值 828。
         根据本发明的一个实施方式, 还可以包括 : 计数器 818, 连接至转换???814, 用于 接收来自转换???814 的方波信号 816 ; 在所述方波信号 816 的一个周期内产生多个采样 触发点 ; 将基于所述多个采样触发点而采样的采样信号输入缓存器 810。 尽管图 8 中详细示出了一种在高压共轨系统中基于曲轴转角来测量轨压的装置 的具体实现细节, 应当注意, 该示出仅仅是本发明的一个具体实施方式, 还可以采用其他的 设备、 装置、 ???、 组件、 电路等来实现本发明的其他实施方式。
         应当注意, 术语 “连接” 、 “耦合” 或其任何变体的意思是两个或更多元件之间直接 的或间接的任何连接或耦合, 并且可以涵盖 “连接” 或 “耦合” 在一起的两个元件之间存在一 个或多个中间元件的情况。 元件之间的耦合或连接可以是物理的、 逻辑的或其组合。 如在此 使用的, 通过使用一个或多个导线、 线缆和 / 或印刷电路连接, 以及通过使用电磁能 ( 诸如, 具有作为非限制性但不穷举性示例的无线电频率区域中的、 微波区域中的和光 ( 可见和不 可见二者 ) 区域中的波长的电磁能 ), 可以将两个元件视为 “连接” 或 “耦合” 在一起。
         本发明可以采取硬件实施方式、 软件实施方式或既包含硬件组件又包含软件组件 的实施方式的形式。在优选实施方式中, 本发明实现为软件, 其包括但不限于固件、 驻留软 件、 微代码等。
         受益于前述描述和相关联附图中呈现的教导, 本发明实施方式领域技术人员可以 想到本发明的其他实施方式和很多改进。 因此, 应当理解, 本发明的实施方式并不限于公开 的特定实施方式, 并且修改和其他实施方式意在包括到所附权利要求的范围内。 而且, 尽管 上文描述和关联服务在元素和 / 或功能的某些示例性组合的上下文中描述了示例性实施 方式, 但是应当理解, 在不脱离所附权利要求范围的前提下, 备选实施方式可以提供元素和 / 或功能的不同组合。就这一点, 例如, 能够想到上文显式描述的元素和 / 或功能的不同组 合, 并且记载在所附权利要求的某些中。 尽管在此使用了特定术语, 但是仅在通用描述方面 使用这些术语, 而不是用于限制。
        

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