一种电控柴油机的转速测量方法

1.本发明涉及电控柴油机的转速测量领域，尤其涉及一种电控柴油机的转速测量方法。


背景技术：

2.在试验场对汽车试验时，很多试验都需要测量柴汽发动机转速，理论上可通过can总线直接获取发动机转速，但是从测试的公信力角度讲，从原车自带的设备中直接读取数据只能用于监视，不能用于正式出具具备法律效应的测试，需要单独的发动机转速测量装置。
3.此外，在汽车试验时还要求，安装拆卸方便，不需要任何特制的安装附件、支架等，而且需要调整简单，最好能自动调整。但目前现存的柴油机转速测量仪需要安装复杂的固定装置，比如需要在狭小的发动机舱安装传感器支架，甚至需要对发动机钻孔以安装支架，调整很繁琐，不具备以上要求，导致电控柴油机的转速测量非常麻烦不便。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种电控柴油机的转速测量方法，简化操作，提升测量准确度。
5.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种电控柴油机的转速测量方法，所述电控柴油机包括相互连接的柴油机和发电机，在车辆运行过程中，通过开环电流传感器对柴油机的喷油器进行监测，通过漏磁传感器对发电机漏磁部位进行监测，分别得到喷油电流信号和漏磁电流信号，通过信号整理电路对喷油电流信号和漏磁电流信号进行滤波处理，并将得到的喷油脉冲信号和漏磁脉冲信号传递至单片机；单片机根据喷油脉冲信号计算出相邻两个喷油脉冲的持续时间之间的时间差tn，并从初始的喷油脉冲开始向后对10个喷油脉冲内是否出现t
n+1
》2tn的脉冲进行判断，当未出现t
n+1
》2tn的脉冲时，通过主喷射频率测量法计算喷油测算转速，并进入脉冲跟踪状态，按照脉冲频率变化率不大于50%的比率，推算后续转速进行频率锁定，当后续的10个喷油脉冲内未出现到t
n+1
》2tn的脉冲时，继续通过主喷射频率测量法计算喷油测算转速；当从初始的喷油脉冲开始向后的10个喷油脉冲内出现t
n+1
》2tn的脉冲时，或是在脉冲跟踪状态下后续的10个喷油脉冲内出现t
n+1
》2tn的脉冲时，采用主副喷射频率测量法计算喷油测算转速，然后继续进入脉冲跟踪状态，对后续的10个喷油脉冲内是否出现t
n+1
》2tn的脉冲继续进行判断；主喷射频率测量法为，将未出现t
n+1
》2tn的10个喷油脉冲都划分为主喷射脉冲，然后计算出相邻两个主喷射脉冲的开始时刻之间的时间间隔为t秒，并计算出喷油测算转速n1=120/t；主副喷射频率测量法为，对10个喷油脉冲内所出现t
n+1
》2tn的脉冲中，与t
n+1
的时间差相关两个喷油脉冲分别划分为相邻两个做功循环的喷油脉冲，然后分别将相邻两个做
功循环中喷油时间值最大的脉冲划分为主喷射脉冲，计算出相邻两个主喷射脉冲的开始时刻之间的时间间隔为t秒，并计算出喷油测算转速n1=120/t；单片机根据漏磁脉冲信号计算得到漏磁频率f，然后计算出漏磁测算转速n2=f*g，g为漏磁频率的比例系数；单片机通过卡尔曼滤波融合算法对喷油测算转速n1和漏磁测算转速n2进行加权融合，从而得到待测的柴油机转速；当开环电流传感器没有监测到喷油电流信号时，单片机将漏磁测算转速n2作为待测的柴油机转速。
6.优选的，开环电流传感器套设在喷油器的驱动导线上，漏磁传感器粘贴于发电机漏磁部位的表面。
7.根据上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明操作方便，仅需将喷油器驱动导线穿过开环电流传感器、将漏磁传感器用双面胶粘于发电机漏磁部位即可完成安装，不需要任何特制的安装附件、支架，同时引入发电机转速，当汽车反拖发动机导致发动机转速较高喷油嘴不喷油时，可利用发电机辅助测量柴油机转速，适用工况多，测量准确度高。
具体实施方式
8.本实施例提供了一种电控柴油机的转速测量方法，所述电控柴油机包括相互连接的柴油机和发电机，预先在柴油机喷油器的驱动导线上套设开环电流传感器，并在发电机漏磁部位的表面粘贴漏磁传感器。
9.在车辆运行过程中，通过开环电流传感器对柴油机的喷油器进行监测，通过漏磁传感器对发电机漏磁部位进行监测，分别得到喷油电流信号和漏磁电流信号，通过信号整理电路对喷油电流信号和漏磁电流信号进行滤波处理，并将得到的喷油脉冲信号和漏磁脉冲信号传递至单片机。
10.单片机根据喷油脉冲信号计算出相邻两个喷油脉冲的持续时间之间的时间差tn，并从初始的喷油脉冲开始向后对10个喷油脉冲内是否出现t
n+1
》2tn的脉冲进行判断，当未出现t
n+1
》2tn的脉冲时，通过主喷射频率测量法计算喷油测算转速，并进入脉冲跟踪状态，按照脉冲频率变化率不大于50%的比率，推算后续转速进行频率锁定，当后续的10个喷油脉冲内未出现到t
n+1
》2tn的脉冲时，继续通过主喷射频率测量法计算喷油测算转速；当从初始的喷油脉冲开始向后的10个喷油脉冲内出现t
n+1
》2tn的脉冲时，或是在脉冲跟踪状态下后续的10个喷油脉冲内出现t
n+1
》2tn的脉冲时，采用主副喷射频率测量法计算喷油测算转速，然后继续进入脉冲跟踪状态，对后续的10个喷油脉冲内是否出现t
n+1
》2tn的脉冲继续进行判断。
11.主喷射频率测量法为，将未出现t
n+1
》2tn的10个喷油脉冲都划分为主喷射脉冲，然后计算出相邻两个主喷射脉冲的开始时刻之间的时间间隔为t秒，并计算出喷油测算转速n1=120/t。
12.主副喷射频率测量法为，对10个喷油脉冲内所出现t
n+1
》2tn的脉冲中，与t
n+1
的时间差相关两个喷油脉冲分别划分为相邻两个做功循环的喷油脉冲，然后分别将相邻两个做功循环中喷油时间值最大的脉冲划分为主喷射脉冲，计算出相邻两个主喷射脉冲的开始时
刻之间的时间间隔为t秒，并计算出喷油测算转速n1=120/t。
13.采用后续10个喷油脉冲内是否出现t
n+1
》2tn的脉冲作为分别采用两种频率测量法的判断标准，原因为当出现t
n+1
》2tn的脉冲时，说明对于第n个喷油脉冲来说，其与上一个喷油脉冲之间的持续时间差显著小于其与下一个喷油脉冲之间的持续时间差，说明同时出现了主喷射和副喷射，此时就不能将所有喷油脉冲都划分为主喷射脉冲，而必须先对不同的做功循环进行区分，再从相邻的做功循环中，根据柴油机的主喷射比副喷射喷油时间更长的特性，计算并找出一个同时包含多个喷油脉冲的做功循环中喷油时间最长的主喷射脉冲。
14.而t
n+1
与tn之间2倍系数的差值关系，是根据电控柴油机常见的参数范围进行合理推算后选定的。假设电控柴油机最低怠速 500rpm，约8r/s，则喷油主频率 4hz，喷油主间隔时间为250ms；假设电控柴油机最高转速5000rpm，约80r/s ，则喷油主频率40hz ，喷油主间隔时间为25ms；假设电控柴油机最大加速能力为 1s 从300rpm加速到3000rpm，即转速变化率为约72r/s，对应喷油主间隔变化率 225ms/s；假设电控柴油机从0rpm加速到5000rpm为匀加速，则加速过程需要转动的圈数约为 80r，相邻两圈的主喷油间隔变化量为 225/80*2=5.625ms,由此求得电控柴油机处于最低怠速时的主喷油间隔变化5.625/250=2.25%，求得电控柴油机处于最高转速时的主喷油间隔变化5.625/25=22.5%。电控柴油机的主喷射周期tm 通常对应曲轴1.5圈，约540
°
，副喷射周期tf通常对应对应曲轴0.5圈，约180
°
，则tf/tm=180/540=33%，tm/tf=300%，由于当加速到最高转速时的主喷油间隔变量约为22.5%，也就是 tm/tf=(250%
‑‑
300%) ；因此当加速时，主副喷油间隔的比率仍然有约250%的变化比率，为提升主喷射和副喷射的识别精度，防止副喷射被错误识别为主喷射，因此将250%进一步缩小后取值200%。
15.单片机根据漏磁脉冲信号计算得到漏磁频率f，然后计算出漏磁测算转速n2=f*g，g为漏磁频率的比例系数。
16.单片机通过卡尔曼滤波融合算法对喷油测算转速n1和漏磁测算转速n2进行加权融合，从而得到待测的柴油机转速。
17.当开环电流传感器没有监测到喷油电流信号时，说明喷油嘴不再喷射柴油，此时喷油测算转速n1为0，并不是柴油机真正的转速，但由于发电机与柴油机相连，发电机转速间接反映了柴油机的真实转速，因此单片机将漏磁测算转速n2直接作为待测的柴油机转速，适用工况多，测量准确度高。

技术特征：
1.一种电控柴油机的转速测量方法，所述电控柴油机包括相互连接的柴油机和发电机，其特征在于：在车辆运行过程中，通过开环电流传感器对柴油机的喷油器进行监测，通过漏磁传感器对发电机漏磁部位进行监测，分别得到喷油电流信号和漏磁电流信号，通过信号整理电路对喷油电流信号和漏磁电流信号进行滤波处理，并将得到的喷油脉冲信号和漏磁脉冲信号传递至单片机；单片机根据喷油脉冲信号计算出相邻两个喷油脉冲的持续时间之间的时间差t
n
，并从初始的喷油脉冲开始向后对10个喷油脉冲内是否出现t
n+1
>2t
n
的脉冲进行判断，当未出现t
n+1
>2t
n
的脉冲时，通过主喷射频率测量法计算喷油测算转速，并进入脉冲跟踪状态，按照脉冲频率变化率不大于50%的比率，推算后续转速进行频率锁定，当后续的10个喷油脉冲内未出现到t
n+1
>2t
n
的脉冲时，继续通过主喷射频率测量法计算喷油测算转速；当从初始的喷油脉冲开始向后的10个喷油脉冲内出现t
n+1
>2t
n
的脉冲时，或是在脉冲跟踪状态下后续的10个喷油脉冲内出现t
n+1
>2t
n
的脉冲时，采用主副喷射频率测量法计算喷油测算转速，然后继续进入脉冲跟踪状态，对后续的10个喷油脉冲内是否出现t
n+1
>2t
n
的脉冲继续进行判断；主喷射频率测量法为，将未出现t
n+1
>2t
n
的10个喷油脉冲都划分为主喷射脉冲，然后计算出相邻两个主喷射脉冲的开始时刻之间的时间间隔为t秒，并计算出喷油测算转速n1=120/t；主副喷射频率测量法为，对10个喷油脉冲内所出现t
n+1
>2t
n
的脉冲中，与t
n+1
的时间差相关两个喷油脉冲分别划分为相邻两个做功循环的喷油脉冲，然后分别将相邻两个做功循环中喷油时间值最大的脉冲划分为主喷射脉冲，计算出相邻两个主喷射脉冲的开始时刻之间的时间间隔为t秒，并计算出喷油测算转速n1=120/t；单片机根据漏磁脉冲信号计算得到漏磁频率f，然后计算出漏磁测算转速n2=f*g，g为漏磁频率的比例系数；单片机通过卡尔曼滤波融合算法对喷油测算转速n1和漏磁测算转速n2进行加权融合，从而得到待测的柴油机转速；当开环电流传感器没有监测到喷油电流信号时，单片机将漏磁测算转速n2作为待测的柴油机转速。2.根据权利要求1所述的一种车载柴油机的转速电控测量方法，其特征在于：开环电流传感器套设在喷油器的驱动导线上，漏磁传感器粘贴于发电机漏磁部位的表面。

技术总结
一种电控柴油机的转速测量方法，所述电控柴油机包括相互连接的柴油机和发电机，在车辆运行过程中，通过开环电流传感器对柴油机的喷油器进行监测，通过漏磁传感器对发电机漏磁部位进行监测，分别得到喷油电流信号和漏磁电流信号，通过信号整理电路对喷油电流信号和漏磁电流信号进行滤波处理，并将得到的喷油脉冲信号和漏磁脉冲信号传递至单片机，单片机根据喷油脉冲信号计算出喷油测算转速，根据漏磁脉冲信号计算出漏磁测算转速，然后通过卡尔曼滤波融合算法对喷油测算转速和漏磁测算转速进行加权融合，从而得到待测的柴油机转速，本发明操作方便，利用发电机辅助测量柴油机转速，适用工况多，测量准确度高。测量准确度高。


技术研发人员：李忠利 汪俊 陈广修 孙静格 马理想 王帅 韩冲
受保护的技术使用者：河南科技大学
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/15