一种汽车燃料轨喷射方向控制方法及系统与流程

本发明涉及燃烧优化，具体涉及一种汽车燃料轨喷射方向控制方法及系统。

背景技术：

1、汽车燃料轨是现代汽车燃油喷射系统中的一个重要组成部分，通常燃料轨的作用是存储一定量的燃油，在发动机运行过程中，将高压燃油分配到各个喷射器中，进一步通过电子控制单元(electronic control unit，ecu)根据发动机实施需求，将喷射器中的燃油准确喷射到燃烧室，以实现高效燃烧和提高发动机性能。燃料喷射方向对于燃油混合和燃烧过程至关重要，其决定着燃油与空气的混合比，进而影响燃烧效率和发动机的性能。由此需要结合发动机的工况和驾驶需要对汽车燃料轨喷射方向进行控制。

2、现在汽车通常采用先进的燃油喷射技术，如高压直喷等，喷射器的喷射方向和喷射模式通过ecu根据发动机负荷和转速进行精准控制。但是燃油在高压下通过喷嘴时，局部压力降低至燃油的饱和蒸气压以下，会导致液体部分或者全部转化为气体，从而产生空化现象。由于燃油空化流动不稳定，如果空化控制不当，可能会导致燃烧不完全，造成发动机性能产生波动。针对上述问题，本发明提出了一种汽车燃料轨喷射方向控制方法及系统，旨在根据燃烧室压力变化调控汽车燃料轨内喷射器的喷射方向，实现汽车发动机燃烧优化，提高燃料转换效率。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种汽车燃料轨喷射方向控制方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、第一方面，本发明实施例提供了一种汽车燃料轨喷射方向控制方法，该方法包括以下步骤：

3、通过流速传感器和各压力传感器获取各压缩冲程内各采集时刻的喷射器喷射流速和压力数据；

4、对于各压缩冲程，根据压缩冲程内所有采集时刻的喷射器喷射流速获取压缩冲程内的真实流速数据；根据压缩冲程内所有真实流速数据、所有采集时刻的喷射器喷射流速以及喷射器喷口的横截面积，计算压缩冲程中真实喷油量和原始喷油量；根据压缩冲程中真实喷油量和原始喷油量构建压缩冲程的流速空化评估系数；根据压缩冲程内各压力传感器在所有采集时刻的压力数据以及压缩冲程的流速空化评估系数，构建各压力传感器在压缩冲程内的压力趋势递变紊乱系数；根据压缩冲程内所有压力传感器在所有采集时刻的压力数据，构建各压力传感器在压缩冲程内的压力同步偏差系数；根据压缩冲程内所有压力传感器在所有采集时刻的压力数据、压力传感器在压缩冲程内的压力同步偏差系数和压力趋势递变紊乱系数，构建压缩冲程的全方位压力同步递变偏差系数；根据压缩冲程的全方位压力同步递变偏差系数以及与相邻前一压缩冲程的真实喷油量之间的差异，构建压缩冲程中的发动机喷射异常指数；

5、根据压缩冲程中的发动机喷射异常指数和压力传感器的压力趋势递变紊乱系数对汽车燃料轨喷射方向进行调整。

6、进一步地，所述根据压缩冲程内所有采集时刻的喷射器喷射流速获取压缩冲程内的真实流速数据，包括：

7、将压缩冲程内所有采集时刻的喷射器喷射流速，按照采集时刻顺序组成原始流速序列，采用异常检测算法获取原始流速序列中各喷射器喷射流速的异常值，采用阈值分割法获取原始流速序列中所有喷射器喷射流速的异常值的异常阈值，将异常值小于异常阈值的喷射器喷射流速作为真实流速数据。

8、进一步地，所述计算压缩冲程中真实喷油量和原始喷油量，包括：

9、将压缩冲程内的所有真实流速数据按照采集时刻顺序组成真实流速序列，采用曲线拟合算法获取真实流速序列中所有真实流速数据的拟合曲线，获取所述拟合曲线在其开始时刻和结束时刻之间的区间内的积分结果，计算所述积分结果与喷射器喷口的横截面积的乘积，作为压缩冲程中真实喷油量；

10、针对原始流速序列，采用压缩冲程中真实喷油量的计算方法，获取压缩冲程中原始喷油量。

11、进一步地，所述根据压缩冲程中真实喷油量和原始喷油量构建压缩冲程的流速空化评估系数，包括：

12、计算压缩冲程中真实喷油量和原始喷油量的差值绝对值，计算所述差值绝对值与压缩冲程中真实喷油量的比值，将所述比值作为以自然常数为底数的指数函数的指数，将所述指数函数的计算结果作为压缩冲程的流速空化评估系数。

13、进一步地，所述构建各压力传感器在压缩冲程内的压力趋势递变紊乱系数，包括：

14、对于压缩冲程内各压力传感器，将压力传感器在压缩冲程内所有采集时刻的压力数据，按照采集时刻顺序组成压力序列，将压力序列作为曲线拟合算法的输入，输出为压力传感器在压缩冲程内的压力曲线，采用熵特征值计算方法获取压力序列的熵特征值；

15、计算所述熵特征值与压缩冲程的流速空化评估系数的乘积，记为第一乘积，计算所述第一乘积与压缩冲程内压力传感器的采集时刻的数目的比值，计算所述压力序列和压力曲线在各采集时刻的压力数据之间的差值绝对值，获取所述压力序列在所有采集时刻的所述差值绝对值的和值，记为第一和值，将所述第一和值与所述比值的乘积作为压力传感器在压缩冲程内的压力趋势递变紊乱系数。

16、进一步地，所述构建各压力传感器在压缩冲程内的压力同步偏差系数，包括：

17、对于压缩冲程内各压力传感器，计算第r个压力传感器与其余各压力传感器在压缩冲程内各采集时刻的压力数据的差值绝对值，计算第r个压力传感器与其余所有压力传感器在压缩冲程内所有采集时刻的所述差值绝对值的均值，作为第r个压力传感器在压缩冲程内的压力同步偏差系数。

18、进一步地，所述构建压缩冲程的全方位压力同步递变偏差系数，包括：

19、计算第r个压力传感器与其余所有压力传感器在压缩冲程的压力序列的dtw距离的和值，记为第二和值，计算第r个压力传感器在压缩冲程内的压力同步偏差系数与压力趋势递变紊乱系数的乘积，记为第二乘积，将所述第二乘积作为以自然常数为底数的指数函数的指数，计算第r个压力传感器的所述指数函数的计算结果与所述第二和值的乘积，记为第三乘积，将压缩冲程内所有压力传感器的所述第三乘积的和值，作为压缩冲程的全方位压力同步递变偏差系数。

20、进一步地，所述构建压缩冲程中的发动机喷射异常指数，包括：

21、计算第m个压缩冲程与相邻前一个压缩冲程中真实喷油量的差值绝对值，将所述差值绝对值作为以自然常数为底数的指数函数的指数，计算第m个压缩冲程的全方位压力同步递变偏差系数与所述指数函数的计算结果的乘积，获取第m个压缩冲程与相邻前一个压缩冲程的时间间隔，将所述时间间隔与1的和值作为以2为底的对数函数的真数，将所述乘积与所述对数函数的计算结果的比值，作为第m个压缩冲程中的发动机喷射异常指数。

22、进一步地，所述根据压缩冲程中的发动机喷射异常指数和压力传感器的压力趋势递变紊乱系数对汽车燃料轨喷射方向进行调整，包括：

23、当压缩冲程中的发动机喷射异常指数小于预设喷射异常阈值时，将压缩冲程判定为运行正常冲程，否则，将压缩冲程判定为空化异常冲程，统计空化异常冲程中所有压力传感器的压力趋势递变紊乱系数的最大值，得到所述最大值对应的压力传感器所在的方位角，对所述方位角进行补油操作。

24、第二方面，本发明实施例还提供了一种汽车燃料轨喷射方向控制系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述方法的步骤。

25、本发明至少具有如下有益效果：

26、本发明通过对发动机内部喷射器流速进行检测得到原始流速序列，对原始流速序列进行异常检测获取空化流速数据和真实流速数据，进而计算得到压缩冲程中原始喷油量和真实喷油量，构建压缩冲程的流速空化评估系数，以此衡量空化现象对喷油量的影响。利用燃烧室布置的压力传感器得到压力序列，根据压力序列中数据的波动情况构建压力传感器在压缩冲程内的压力趋势递变紊乱系数，表征单个压力传感器对应方位发生空化现象的可能性；综合考虑燃烧室内所有压力传感器得到的压力序列，根据所有压力传感器的压力序列的同步变化情况构建压缩冲程的全方位压力同步递变偏差系数，提高了压缩冲程内发生空化现象分析的准确性；进一步结合发动机进行奥托循环的时间间隔得到发动机喷射异常指数，分析了发动机的工况与空化现象的关系；根据发动机喷射异常指数和压力趋势递变紊乱系数获取燃烧室内空化现象发生的方位，并对该方位进行补油操作。本发明解决了传统控制方式中无法对随机发生的空化现象进行及时调控的问题，能够及时调整喷油量和喷射方向，提高燃料空气混合比，提升发动机内部燃料的燃烧效率。