CN117627834A - 喷油器测试方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于具有喷油量调节功能的喷油器的测试方案包括：为过压工况点确定对应的参考工况点，参考工况点的喷油压力等于或低于测试压力上限、名义喷油量与过压工况点相同，且参考工况点和过压工况点满足预先确定的喷油量相关性条件；利用喷油器测试设备以参考工况点对应的喷油压力测量参考工况点的喷油量；将测量到的参考工况点的喷油量与参考工况点的名义喷油量做比较，得到参考工况点的喷油量偏差；对得到的参考工况点的喷油量偏差进行修正，得到过压工况点的喷油量偏差。

Description

喷油器测试方法和设备

技术领域

本申请涉及一种用于具有喷油量调节功能的喷油器的测试方法和设备。

背景技术

发动机***通常配备多个喷油器向发动机喷射燃油。在发动机开发初期，需要测量出所用的喷油器在各喷油压力下的名义喷油量-加电时间Map(分布图)，同时根据发动机典型的工况测试点记录成测试单。在该款发动机所选喷油器批量生产时，喷油器生产线的测试设备依据测试单上各测试点对每支喷油器测量实际喷油量，对于带有IQA(喷射量调节)功能的喷油器，会将测量喷油量与名义喷油量之间的偏差ΔQ生成IQA码刻印在每支喷油器上。在喷油器安装上发动机时，通过扫IQA码将每支喷油器对应的测试点偏差信息传递进ECU内。发动机正常工作时，ECU基于每支喷油器偏差信息确定各支喷油器所需加电时间，来控制喷油器喷射。

在喷油器批量生产时，可能出现测试单上的测试点喷油压力高于生产线测试设备测量上限的情形。原因可能有：进口喷油器本地化生产，即出现产地、产线变更；产线产能释放，老旧设备再利用。

在这种情况下，为了确保喷射器的IQA功能，可能需要对喷油器生产线的测试设备进行升级以满足测试压力的需求，这会引起巨大的投资。或者，需要客户重新根据喷油器生产线测试设备上限来定义新喷油器测试点，重新调整标定和刷写ECU。同时由于调整前后的喷油器与ECU需匹配使用，调整前的喷油器仅可以与未重新刷写的ECU一起使用，而调整后的喷油器只可以与重新刷写后的ECU一起使用，严禁非匹配混用。一旦发生混用，会影响发动机性能。

发明内容

本申请的目的在于提供一种改进的用于具有喷油量调节功能的喷油器的智能测试方案，其可以利用喷油器生产线的测试设备测试那些测试压力超出测试设备测试压力上限的系列喷油器，无需升级测试设备，也无需用户重新标定和重新刷写ECU。

为了实现该目的，本申请在一个方面提供了一种喷油器测试方案，用于测量具有喷油量调节功能的喷油器在多个测试工况点的喷油量偏差，所述多个测试工况点中的至少一个工况点为测试压力高于测试压力上限的过压工况点、其余工况点为测试压力等于或低于所述测试压力上限的非过压工况点，所述喷油器测试方法包括：

为所述过压工况点确定对应的参考工况点，所述参考工况点的喷油压力等于或低于所述测试压力上限、名义喷油量与所述过压工况点相同，且所述参考工况点和过压工况点满足预先确定的喷油量相关性条件；

以所述参考工况点对应的喷油压力测量所述参考工况点的喷油量；

将测量到的所述参考工况点的喷油量与所述参考工况点的名义喷油量做比较，得到所述参考工况点的喷油量偏差；

对得到的参考工况点的喷油量偏差进行修正，得到所述过压工况点的喷油量偏差。

根据本申请的用于具有喷油量调节功能的喷油器的测试方案，能够利用喷油器生产线的测试设备的可用测试压力测试所需测试压力超出测试设备测试压力上限的系列喷油器，在可用测试压力下测试得到的喷油量偏差值被修正后得到所需测试压力下的喷油量偏差值，由此生成IQA码。无需升级测试设备，可节省设备升级费用。此外，ECU可直接读取如此生成的IQA码，不需要对ECU进行重新标定和重新刷写，喷油器与ECU非匹配混用的问题。

附图说明

通过参照附图阅读下面的详细描述，可进一步理解本申请，在附图中：

图1是本申请的用于具有喷油量调节功能的喷油器的测试方案的逻辑框图；

图2是本申请的用于具有喷油量调节功能的喷油器的测试方案的一种实施方式的流程图；

图3、图4分别是采用现有技术和本发明技术的喷油器测试结果的曲线图。

具体实施方式

本申请总体上涉及一种用于具有IQA(喷油量调节)功能的喷油器的测试方案，其用于测试每个喷油器的喷油量。利用本申请的技术测试的喷油器最佳地应用于共轨式喷油***，但是也可以被用于其它形式的喷油***。

在发动机开发制造过程中，以下三个阶段与实现IQA功能相关。

第一阶段：在发动机开发初期，需要利用测试设备测量出所用的喷油器在各喷油压力下的名义喷油量-加电时间Map(分布图)。这种喷油量-加电时间Map在ECU软件中以***压力-喷油量-加电时间表格的形式存储。同时，根据发动机典型的工作工况定义测试点，将测试点的喷油压力，加点时间与名义喷油量记录成测试单。

第二阶段：该款发动机所选喷油器批量生产时，在喷油器实际生产线的测试设备上，依据测试单上各测试点的喷油压力与加电时间对每支喷油器测量实际喷油量，将测量喷油量与名义喷油量之间的偏差ΔQ生成IQA码刻印在每支喷油器上。

第三阶段：该型号喷油器安装上发动机时，通过扫IQA码将每支喷油器对应的偏差信息传递进ECU内置IQA软件模块内。发动机正常工作时，ECU计算出所需名义喷油量，通过IQA模块基于每支喷油器对应的测试点偏差信息为参照修正成每一支喷油器对应需求喷油量，再通过各支喷油器对应需求喷油量查喷油量-加电时间Map得出各支喷油器所需的加电时间。ECU依据各支喷油器所需加电时间控制喷油器喷射。

在上述第二阶段中，通常选取典型工况点利用喷油器生产线的测试设备确定每个喷油器在各典型工况点的喷油量，即该喷油器在每个典型工况点对应的喷油压力和加电时间下的实际喷油量。

随着喷油器以及喷油***的技术的不断进步，喷油器的某些限定工况的测试压力可能超过喷油器生产线的原有测试设备的测试压力上限。对于这种情况，本申请提出一种新型的测试技术，其不需要对喷油器生产线的原有测试设备进行升级，就能实现对超出测试设备的测试压力上限的工况下的喷油器喷油量进行测试，如下面描述。

首先，作为示例，本申请选取以下典型工况点对喷油器进行测试：

全功率全负荷工况点；怠速工况点；排放工况点；第一(低压)预喷工况点；第二(高压)预喷工况点。

所选取的这些典型工况点具有极高的代表性，能够表征喷油器在各种喷油压力下的典型喷油量。在这些典型工况点中，全功率全负荷工况点的喷油压力最高，怠速工况点的喷油压力最低。

上述典型工况点的含义在本领域中是众所周知的(尽管名称上可能有所不同)，这里不再解释。

当然，本申请也涵盖选取其它工况点确定喷油器喷油量的情形。

本申请对于每个喷油器，针对上述或其它工况点，确定该喷油器的喷油量相对于名义喷油量的偏差值。

具体而言，对于符合测试条件的工况点，即喷油压力等于或低于测试设备的测试压力上限的工况点，利用喷油器生产线的测试设备测量每支喷油器的符合测试条件的工况点的喷油量(测试压力等于该喷油压力)，将测量到的工况点的喷油量与测试单中的该工况点的名义喷油量比较得到喷油量偏差。

对于不符合测试条件的工况点(可称作过压工况点)，即喷油压力高于测试设备的测试压力上限的某个工况点，可以设定一个参考工况点进行测量。参考工况点的测试压力等于或低于测试设备的测试压力上限，并且参考工况点的喷油量与该过压工况点的喷油量满足喷油量相关性条件。参考工况点的名义喷油量被记录在测试单中。在利用测试设备测量到参考工况点的喷油量后，将参考工况点的喷油量与所述参考工况点的名义喷油量比较得到参考工况点的喷油量偏差，再对参考工况点的喷油量偏差进行修正得到该过压工况点的喷油量偏差。这样，对于过压工况点，其测试压力可以低于其喷油压力。如此得到的过压工况点的喷油量偏差实际上是相关性公式计算结果而不再是实际测量结果。理论计算结果与实际测量结果之间必然存在一定的误差，这种误差会导致发动机各缸差异散差变大。为确保发动机各缸差异尽可能保持不变，可以采用下述手段，以便能够满足实际工作要求：

1.尽可能提高所选参考工况点的喷油量偏差与过压工况点的喷油量偏差相关性从而缩小误差。

2.将误差导致的IQA效果下降影响考虑进喷油器出厂公差设定范围内，通过收紧喷油器出厂公差确保经IQA修正后的发动机各缸差异保持不变。

关于参考工况点的确定，是预先用多支同型号喷油器在满足全部测试压力的研发测试台或仿真软件中得到其在两个工况点(过压工况点和参考工况点)对应的喷油量。将结果两两一组做出喷油量散差分布图。可以得到两工况点的相关系数R²和两工况点相关性回归方程。相关系数R²大于预设值，则确定两个工况点满足喷油量相关性条件，判断参考工况点可被用于估算过压工况点的喷油量，回归方程则被用作参考工况点喷油量推算过压工况点喷油量的计算公式。

下面具体描述喷油量相关性条件的判断。

假定第一喷油压力为P1(例如1800巴)，第二喷油压力为P2(例如2000巴)，设定一名义喷油量Q(例如80mg)。对于该喷油量Q，在第一喷油压力P1下名义喷油时间为T1，在第二喷油压力P2下名义喷油时间为T2。那么第一工况点为(P1，T1)，第二工况点为(P2，T2)。采用多支喷油器，对每支喷油器都在这两个工况点测量实际喷油量Q1、Q2，统计各支喷油器在这两个工况点的实际喷油量Q1、Q2与名义喷油量Q之间的偏差ΔQ1、ΔQ2，分析这两个工况点之间的喷油量偏差ΔQ1、ΔQ2的统计学相关系数R²。如果相关系数R²大于预设值，例如0.8，则认为喷油量偏差ΔQ1、ΔQ2是统计学强相关的，进而判断出两个工况点满足喷油量相关性条件。

接下来，假定选定的某个测试工况点的测试压力等于或低于测试设备的测试压力上限P_max(例如1800巴)，则可以利用测试设备直接测量喷油器在该测试工况点的实际喷油量，将测量到的该测试工况点的实际喷油量与测试单中的名义喷油量相比较，得到该测试工况点的喷油量偏差。

另一方面，假定选定的某个测试工况点的测试压力(例如2000巴)高于测试设备的测试压力上限P_max(例如1800巴)，则该测试工况点为过压工况点，不能利用测试设备直接测量该过压工况点的实际喷油量。在这种情况下，可以确定第一喷油压力P1下的一个参考工况点，该参考工况点与所述过压工况点满足喷油量相关性条件。可以利用测试设备测量该参考工况点的实际喷油量，将测量到的参考工况点的实际喷油量与参考工况点的名义喷油量(来自测试单)相比较，得到所述参考工况点的喷油量偏差，然后对参考工况点的喷油量偏差进行修正，得到第二工况点的喷油量偏差。

这样，即使喷油器生产线测试设备的测试压力上限无法满足全部工况点的测试压力要求，也能够确定所有工况点的喷油量测试，因此本申请能够对所有工况点确定喷油量偏差。

需要指出，对于喷油量相关性的确定，选取的用作参考工况点的喷油压力优选等于(或仅仅是稍稍低于)测试设备的测试压力上限P_max。

对于喷油压力高于测试设备的测试压力上限P_max的过压工况点，为了在等于或低于测试设备的测试压力上限P_max的测试压力中确定出满足喷油量相关性条件的参考工况点，可以利用大量同型号喷油器通过软件仿真实现，也可以借助一个具有足够测试能力(即测试压力上限高于第二喷油压力P2)的测试设备测量实现。

本申请的测试设备的控制逻辑在图1中示意性显示。

如图1所示，在测试一个喷油器时，对于某个测试工况点，如果其喷油压力P等于或低于测试设备的测试压力上限P_max，此工况点称作非过压工况点，则利用测试设备测量喷油器在该工况点的喷油量Q_inj，将油量Q_inj与测试单中的该工况点的名义喷油量相比较，得到该工况点的喷油量偏差ΔQ。

对于某个测试工况点(尤其是全功率全负荷工况点)，如果其喷油压力P高于测试设备的测试压力上限P_max，即此工况点为过压工况点，则利用测试设备测量喷油器在喷油压力等于或低于测试设备的测试压力上限P_max的参考工况点的喷油量Q_inj，将油量Q_inj与来自测试单中的所述参考工况点的名义喷油量相比较，得到参考工况点的喷油量偏差ΔQ₀。然后对参考工况点的喷油量偏差ΔQ₀进行修正，得到所述过压工况点的喷油量偏差ΔQ。

在对一个喷油器的全部工况点都确定出喷油量偏差ΔQ后，生成喷油量调节码IQAC。喷油量调节码IQAC通常标记在该喷油器上，例如喷油器顶端，以便容易被读取。在发动机运转时，ECU读取每个喷油器的喷油量调节码IQAC，用于当前***压力调节每个喷油器的加电时间，由此控制每个喷油器的喷油量。

需要指出，对于某个喷油压力，可以选取其上的一个工况点进行测量，也可以选取其上的多个工况点进行测量(各工况点对于不同的加电时间，但喷油压力相同)。

需要指出，一般可以将参考工况点的喷油压力设定为测试压力上限，以使得过压工况点的测量尽可能精确。

关于过压工况点喷油量偏差ΔQ和参考工况点喷油量偏差ΔQ₀之间的关系，可以利用确定两个工况点满足喷油量相关性条件时得到的回归方程表示为：

ΔQ＝ΔQ₀*S

其中S为修正系数，是基于大量实际产品的数据确定的。

需要指出，可能存在需要测量不止一个喷油压力高于测试压力上限的过压工况点的情形。在这种情况下，可以分别利用上面描述的估算方式，对每个过压工况点分别确定其喷油量偏差ΔQ。

如果在第二喷油压力P2下对多个过压工况点进行测量的话，由于各过压工况点的加电时间不同，它们适用的修正系数S可能不同。

本申请还涉及用于具有喷油量调节功能的喷油器的测试方法，其可以借助于前面描述的测试设备实施。本申请的测试方法的一种示例性流程在图2中示出。

如图2所示，在步骤S1，启动测试设备对某个喷油器进行测试，确定该喷油器的多个测试工况点，所述多个测试工况点中包含喷油压力高于测试设备的测试压力上限的至少一个过压工况点。

接下来在步骤S2，选定所述多个测试工况点中的一个工况点。

接下来在步骤S3，判断该工况点的喷油压力是否高于测试设备的测试压力上限。如果判断结果为否，则判断该工况点不是过压工况点，程序转到步骤S4；如果判断结果为是，则判断该工况点为过压工况点，程序转到步骤S6。

在步骤S4，利用测试设备在该工况点测量喷油器的喷油量；

接下来在步骤S5，将步骤S4中测量到的喷油量与预存的测试单中的该工况点的名义喷油量比较得到该工况点的喷油量偏差。在步骤S5之后，程序转到步骤S9。

在步骤S6，为所述过压工况点确定对应的参考工况点，所述参考工况点的喷油压力等于或低于测试设备的测试压力上限、名义喷油量与所述过压工况点相同，且所述参考工况点和过压工况点满足喷油量相关性条件；利用测试设备在参考工况点测量喷油器的喷油量。如果没有满足喷油量相关性条件的参考工况点，则退出测试程序，并且提示无法完成测试。

在参考工况点测量到喷油器的喷油量后，在步骤S7，测量到的参考工况点喷油量与预存的测试单中的所述参考工况点的名义喷油量比较得到所述参考工况点的喷油量偏差。

接下来在步骤S8，对步骤S7中得到的参考工况点的喷油量偏差进行修正，得到所述过压工况点的喷油量偏差。在步骤S8之后，程序转到步骤S9。

在步骤S9，判断是否已经在所有工况点完成测量。如果判断结果为否，程序转到步骤S2；如果判断结果为是，则程序转到步骤S10。

在步骤S10，基于全部工况点的喷油量偏差，生成IQA码。

在本申请的原理下，本领域技术人员可以对这里描述的测试设备以及测试方法做出各种适应性修改。

本申请还涉及一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，该指令被执行时使得处理器执行上述测试方法。

为了验证本申请的测试技术的有效性，申请人进行了验证试验，其中在共轨式柴油发动机***中，利用传统测试技术对多个喷油器进行了测试和，其中由试验设备以每个测试工况点的实际喷油压力测量喷油量偏差。然后，基于各工况点的喷油量偏差生成IQA码，ECU读取IQA码。然后，测量ECU控制发动机运转时的发动机特性。测量到的发动机转速-扭矩特性曲线在图3中示出。

此外，利用本申请的测试技术对多个喷油器进行了测试，其中，由试验设备以怠速工况点、排放工况点、第一预喷工况点、第二预喷工况点的实际喷油压力测量喷油量偏差，以1800巴的喷油压力测量全功率全负荷工况点(额定供应压力2000巴)的参考工况点的喷油量偏差，并且对参考工况点的喷油量偏差进行修正得到全功率全负荷工况点的喷油量偏差。然后，基于各工况点的喷油量偏差生成IQA码，ECU读取IQA码。然后，测量ECU控制发动机运转时的发动机特性。测量到的发动机转速-扭矩特性曲线在图4中示出。

比较图4、图3中的数据可以看到，利用根据本申请的测试技术确定的各工况点的喷油量偏差以及由此生成的IQA码实现的发动机运转特性与完全利用实测技术确定的各工况点的喷油量偏差以及由此生成的IQA码实现的发动机运转特性之间差异极小，且实现修正发动机在任一发动机工况点的输出扭矩差异都不超过开发时定义的扭矩目标值的+/-3％范围内。这一验证结果表面，本申请的测试技术能够提供极高的测试精度。

根据本申请的用于具有喷油量调节功能的喷油器的测试方案，能够利用测试设备的可用测试压力测试所需测试压力超出测试设备测试压力上限的系列喷油器，在可用测试压力下测试得到的喷油量偏差值被修正后得到所需测试压力下的喷油量偏差值，由此生成IQA码。无需升级测试设备，可节省设备升级费用。此外，ECU可直接读取如此生成的IQA码，不需要对ECU进行重新标定和重新刷写，可避免喷油器与ECU非匹配混用的问题。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (10)

1.一种喷油器测试方法，用于测量具有喷油量调节功能的喷油器在多个测试工况点的喷油量偏差，所述多个测试工况点中的至少一个工况点为测试压力高于测试压力上限的过压工况点、其余工况点为测试压力等于或低于所述测试压力上限的非过压工况点，所述喷油器测试方法包括：

为所述过压工况点确定对应的参考工况点，所述参考工况点的喷油压力等于或低于所述测试压力上限、名义喷油量与所述过压工况点相同，且所述参考工况点和过压工况点满足预先确定的喷油量相关性条件；

以所述参考工况点对应的喷油压力测量所述参考工况点的喷油量；

将测量到的所述参考工况点的喷油量与所述参考工况点的名义喷油量做比较，得到所述参考工况点的喷油量偏差；

对得到的参考工况点的喷油量偏差进行修正，得到所述过压工况点的喷油量偏差。

2.如权利要求1所述的喷油器测试方法，其中，所述喷油量相关性条件是以下述方式预先确定的：针对多个喷油器在所述参考工况点和过压工况点测量实际喷油量，如果在所述参考工况点和过压工况点测量到的实际喷油量相对于同一名义喷油量的偏差的统计学相关性R²大于一个预定值，则确定所述参考工况点和过压工况点满足喷油量相关性条件；所述预定值例如为0.8。

3.如权利要求1或2所述的喷油器测试方法，其中，将所述参考工况点的喷油压力设定为所述测试压力上限。

4.如权利要求1-3中任一项所述的喷油器测试方法，其中，参考工况点的名义喷油量取自预存的测试单。

5.如权利要求1-4中任一项所述的喷油器测试方法，其中，所述过压工况点至少包括全功率全负荷工况点。

6.如权利要求1-5中任一项所述的喷油器测试方法，其中，利用确定参考工况点与过压工况点满足喷油量相关性条件时得到的回归方程，对参考工况点的喷油量偏差进行修正以得到所述过压工况点的喷油量偏差；

具体地，将参考工况点的喷油量偏差乘以一个修正系数得到所述过压工况点的喷油量偏差。

7.如权利要求1-6中任一项所述的喷油器测试方法，其中，对于每个非过压工况点，以所述非过压工况点的喷油压力测量所述非过压工况点的喷油量；

将测量到的所述非过压工况点的喷油量与所述非过压工况点的名义喷油量做比较，得到所述非过压工况点的喷油量偏差。

8.如权利要求1-7中任一项所述的喷油器测试方法，其中，基于全部测试工况点的喷油量偏差，生成IQA码。

9.一种喷油器测试设备，用于测量具有喷油量调节功能的喷油器在多个测试工况点的喷油量偏差，所述喷油器测试设备具有测试压力上限，所述多个测试工况点中的至少一个工况点为测试压力高于测试压力上限的过压工况点、其余工况点为测试压力等于或低于所述测试压力上限的非过压工况点；

所述喷油器测试设备配置成：

为所述过压工况点确定对应的参考工况点，所述参考工况点的喷油压力等于或低于所述测试压力上限、名义喷油量与所述过压工况点相同，且所述参考工况点和过压工况点满足预先确定的喷油量相关性条件；

利用所述喷油器测试设备以所述参考工况点对应的喷油压力测量所述参考工况点的喷油量；

将测量到的所述参考工况点的喷油量与所述参考工况点的名义喷油量做比较，得到所述参考工况点的喷油量偏差；

对得到的参考工况点的喷油量偏差进行修正，得到所述过压工况点的喷油量偏差；

可选地，所述测试设备包含如权利要求1-8中任一项所述的喷油器测试方法中的各项特征。

10.一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的喷油器测试方法。