本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，特別是涉及一種電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速方法。

背景技術(shù)：

電子燃油泵是汽車配件行業(yè)的專業(yè)術(shù)語。是電噴汽車燃油噴射系統(tǒng)的基本組成之一。電子燃油泵作用是把燃油從燃油箱中吸出、加壓后輸送到供油管中，和燃油壓力調(diào)節(jié)器配合建立一定的燃油壓力。當(dāng)電子燃油泵轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾子被離心力向外壓，像旋轉(zhuǎn)的油封一樣，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，泵起作用，從進(jìn)油口吸入燃油，并把燃油從出油口壓入燃油系統(tǒng)。

葉輪式電子燃油泵電機(jī)部分由定子磁鋼和轉(zhuǎn)子電樞組成，通常電樞換向器為8瓣，其中換向器的對瓣分別通過與碳刷的連接實(shí)現(xiàn)電路的導(dǎo)通，從而受磁場的作用旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)燃油的傳輸。因此在葉輪旋過程中，轉(zhuǎn)速是一個(gè)非常重要的物理量，轉(zhuǎn)速在很大程度上影響了電子燃油泵的輸油特性，必須要準(zhǔn)確地測量。

目前，本領(lǐng)域常用的轉(zhuǎn)速測量方法有兩種：

一、使用輪速傳感器，輪速傳感器是利用霍爾效應(yīng)原理來間接得到轉(zhuǎn)子電樞的轉(zhuǎn)速。

二、使用電流法測量轉(zhuǎn)速，通過電流信號波形圖來計(jì)算出燃油泵電樞的轉(zhuǎn)速。目前各燃油泵廠普遍采用該方法來計(jì)算出燃油泵電樞的轉(zhuǎn)速。電流法測量轉(zhuǎn)速實(shí)際上是通過對電樞的換向器在換向時(shí)產(chǎn)生的電流時(shí)域波形圖進(jìn)行頻域轉(zhuǎn)換，然后得到電流的一階頻率f1，最后換算得到電樞的轉(zhuǎn)速。常用的電樞換向器有6瓣和8瓣兩種，對于8瓣換向器的電樞，可以通過公式轉(zhuǎn)速Rpm＝8*60*f1即可得到電樞每分鐘的轉(zhuǎn)速。

上述燃油泵電樞轉(zhuǎn)速計(jì)算方法，存在以下缺點(diǎn)：

一、輪速傳感器法：

1、需要購買輪速傳感器及相應(yīng)的硬件設(shè)備，成本較高；

2、測試時(shí)輪速傳感器必須放置到距離燃油泵軸向、徑向一定范圍內(nèi)的位置，測試受條件限，適用范圍有限。

3、由于燃油泵的泵體外殼為金屬件，某些燃油泵的支撐罩部位還有減少電磁輻射的金屬屏蔽帽，因此燃油泵內(nèi)部的電磁信號被極大地削弱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速傳感器能獲取到的信號比較微弱，最終影響到實(shí)際測量的準(zhǔn)確性。

二、電流法測量轉(zhuǎn)速法：

燃油泵的電流信號受多重因素的影響，可能都會導(dǎo)致轉(zhuǎn)速計(jì)算不準(zhǔn)確的情況，主要包括以下幾種：

1、燃油泵換向系統(tǒng)的影響。如碳刷或電樞換向器表面的外觀狀態(tài)，換向器瓣與瓣之間的高度差，換向器瓣與瓣之間的換向間隙，這些都會影響電流波形圖，造成測量不準(zhǔn)確；

2、設(shè)備電源的影響。因?yàn)殡妷?、電流信號都來自于測試臺的直流穩(wěn)壓電源，因此直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定性也會影響電流信號的獲取，影響電流波形圖，造成測量不準(zhǔn)確；

3、燃油泵工作時(shí)是一個(gè)復(fù)雜的動態(tài)過程，除了轉(zhuǎn)子電樞的運(yùn)動外，還有燃油的流體沖擊，因此負(fù)載存在周期性的變化，導(dǎo)致電流波形圖必然出現(xiàn)一些周期性的跳動影響轉(zhuǎn)速測量的精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種快速準(zhǔn)確的電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速系統(tǒng)以及一種電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速系統(tǒng)。本發(fā)明電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速系統(tǒng)/方法測速不受周圍設(shè)備干擾，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，測速快速準(zhǔn)確。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速系統(tǒng)，包括：壓力傳感器、濾波器和轉(zhuǎn)速計(jì)算設(shè)備；

壓力傳感器，其設(shè)置在電子燃油泵出油口，測量獲得電子燃油泵出油口壓力變化時(shí)域曲線；

濾波器，根據(jù)電子燃油泵壓力變化時(shí)域曲線濾波，去除直流分量對應(yīng)壓力保留交流分量對應(yīng)壓力，獲得壓力變化時(shí)域正弦曲線，該壓力變化時(shí)域正弦曲線峰值或谷值即表達(dá)壓力的最大波動幅值Pmax；

轉(zhuǎn)速計(jì)算設(shè)備，計(jì)算獲得壓力波動最大幅值Pmax的有效值Rms，該有效值Rms即是壓力脈動DP，DP＝Rms＝0.707×Pmax；將所述壓力變化時(shí)域曲線變換獲得壓力脈動頻域曲線，根據(jù)一階壓力脈動的頻率幅值獲得相對應(yīng)的一階壓力脈動頻率，利用一階壓力脈動頻率計(jì)算得到電子燃油泵轉(zhuǎn)速；Rpm＝f×60,Rpm是電子燃油泵轉(zhuǎn)速,f是一階壓力脈動頻率。

進(jìn)一步改進(jìn)，壓力傳感器距離電子燃油泵出油口5CM～20CM。這樣設(shè)置壓力傳感器為了使壓力傳感器采集到電子燃油泵泵腔內(nèi)部真實(shí)壓力的壓力信號，壓力傳感器必須盡可能地靠近電子燃油泵出油口，另外考慮到壓力傳感器的安裝距離和必需的管路連接距離，所以壓力傳感器距離電子燃油泵出油口5～20CM最佳。

進(jìn)一步改進(jìn)，電子燃油泵出油口與壓力傳感器之間為無支路、無變徑和無阻擋的燃油管路。這樣設(shè)置電子燃油泵出油口與壓力傳感器之間的管理能保證電子燃油泵出油口與壓力傳感器之間無壓力損失，使壓力傳感器采集到最為接近電子燃油泵泵腔內(nèi)部真實(shí)壓力的壓力信號。

進(jìn)一步改進(jìn)，壓力傳感器后續(xù)具有預(yù)留燃油管路。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述預(yù)留燃油管路長度為至少2米。預(yù)留燃油管路長度為至少2米保證壓力傳感器之后的管路中不會產(chǎn)生可能會影響壓力傳感器處壓力信號的流體沖擊和波動，使壓力傳感器采集到最為接近電子燃油泵泵腔內(nèi)部真實(shí)壓力的壓力信號。

其中，壓力變化時(shí)域曲線采用傅里葉變換獲得壓力脈動頻域曲線。

其中，所述轉(zhuǎn)速計(jì)算設(shè)備為MCU或計(jì)算機(jī)。

本發(fā)明提供一種電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速方法，包括：

1)測量獲得電子燃油泵出油口壓力變化時(shí)域曲線；

2)根據(jù)壓力變化時(shí)域曲線濾波，去除直流分量對應(yīng)壓力保留交流分量對應(yīng)壓力，獲得壓力變化時(shí)域正弦曲線，該壓力變化時(shí)域正弦曲線峰值或谷值即表達(dá)壓力的最大波動幅值Pmax；

3)計(jì)算獲得壓力波動最大幅值Pmax的有效值Rms，該有效值Rms即是壓力脈動DP，DP＝0.707×Pmax；

4)將所述壓力變化時(shí)域曲線變換獲得壓力脈動頻域曲線，根據(jù)一階壓力脈動的頻率幅值獲得相對應(yīng)的一階壓力脈動頻率；

5)利用一階壓力脈動頻率計(jì)算得到電子燃油泵轉(zhuǎn)速；Rpm＝f×60,Rpm是電子燃油泵轉(zhuǎn)速,f是一階壓力脈動頻率。

其中，步驟4)中，壓力變化時(shí)域曲線采用傅里葉變換獲得壓力脈動頻域曲線。

針對電子燃油泵的結(jié)構(gòu)特性和輸油特性，發(fā)明提出針對電子燃油泵可靠的電樞轉(zhuǎn)速計(jì)算方法：即使用壓力脈動的頻譜圖來計(jì)算油泵電樞的轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明原理如下：電子燃油泵在輸油過程中，輸出的燃油壓力不是恒定的，而會隨時(shí)間在某一個(gè)范圍內(nèi)波動。油泵的壓力脈動就是反應(yīng)這個(gè)波動大小的物理量，將油泵的壓力波動經(jīng)過濾波，保留其波動的正弦曲線部分，該正弦曲線的有效值Rms就是油泵的壓力脈動DP。

燃油泵的壓力脈動DP會隨著時(shí)間周期性變化，壓力脈動DP反映了燃油泵輸出燃油的穩(wěn)定性，燃油泵的壓力脈動DP越小，則燃油泵的輸油性能越穩(wěn)定，但對于燃油泵而言，壓力脈動DP是永遠(yuǎn)存在的。因?yàn)槿加捅萌~輪在轉(zhuǎn)子電樞的帶動作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪葉輻和兩側(cè)進(jìn)油板、出油板油槽結(jié)構(gòu)會分別在葉輪兩側(cè)建立起高壓區(qū)和低壓區(qū)，使葉輪產(chǎn)生振蕩擺動旋轉(zhuǎn)，并引起燃油的周期性壓力變化。而且由于燃油泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)子電樞會周期性換向，感應(yīng)磁場也會周期性變化，所以燃油的壓力脈動DP會隨之發(fā)生周期性變化。

壓力脈動DP的測試不需要增加額外的測量儀器，在燃油泵的常規(guī)性能測試過程中，壓力傳感器會輸出油泵出油口附近的壓力變化時(shí)域曲線，利用壓力時(shí)域曲線，經(jīng)過濾波，去除直流分量，保留正弦部分，就可以計(jì)算得到油泵的壓力脈動DP，如果再對經(jīng)過濾波的壓力時(shí)域曲線經(jīng)過傅里葉變換，就可以得到燃油泵壓力脈動的頻域曲線，同時(shí)就可以得到壓力脈動DP各個(gè)階次的數(shù)值，繼而就可以根據(jù)一階壓力脈動算出轉(zhuǎn)子電樞的轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明利用電子燃油泵葉輪的工作原理和輸油特性，從與轉(zhuǎn)速強(qiáng)相關(guān)的重要物理量壓力脈動DP數(shù)據(jù)入手，最終得到轉(zhuǎn)速數(shù)值。本發(fā)明通過壓力脈動DP得到的轉(zhuǎn)速不受燃油泵及測試設(shè)備中眾多電磁器件的干擾，因此結(jié)果更穩(wěn)定、更可靠、更便捷，可以提高燃油泵轉(zhuǎn)速測試的效率和準(zhǔn)確度。

本發(fā)明的技術(shù)方案相比輪速傳感器法，能直接節(jié)省測試所需要設(shè)備，比如：傳感器及相應(yīng)放大器、軟件，進(jìn)而降低電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速成本。同時(shí)，也節(jié)省了傳感器安裝、調(diào)試、校驗(yàn)等的成本，也不需要再耗費(fèi)時(shí)間來調(diào)節(jié)傳感器的位置，減少了測試的所需時(shí)間，減少工作人員安裝調(diào)試設(shè)備所需時(shí)間提高了測試效率和測試人員的體驗(yàn)。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，以每天約測試30個(gè)燃油泵為例，按照每次測試節(jié)省1分鐘計(jì)算，每年能節(jié)省約30個(gè)/天*1/60小時(shí)/個(gè)*360天＝180小時(shí)。本發(fā)明的技術(shù)方案相比輪速傳感器法，節(jié)省費(fèi)用為30000RMB(設(shè)備費(fèi)用)，可節(jié)省工時(shí)為180小時(shí)/年。

本發(fā)明的技術(shù)方案相比利用電流法測量轉(zhuǎn)速，可以避免電流法測試結(jié)果異常導(dǎo)致的重復(fù)性測試，節(jié)省了測試時(shí)間，提高了測試效率。目前，使用電流法測量轉(zhuǎn)速有時(shí)會因?yàn)樵O(shè)備電源等前述影響因素(背景技術(shù)部分)出現(xiàn)需要多次重復(fù)測試才能得到準(zhǔn)確轉(zhuǎn)速的情況，因此測試效率和準(zhǔn)確性都較低，經(jīng)常會出現(xiàn)測試員記錄到錯誤測試結(jié)果的情況。以每天5個(gè)油泵需要重復(fù)測試2次來計(jì)算為例，每個(gè)油泵測試至少耗時(shí)5分鐘。因此，利用本發(fā)明的技術(shù)方案每年能節(jié)省工時(shí)為：5個(gè)/天*2次*5/60小時(shí)/次/個(gè)*360天＝300小時(shí)。本方法可節(jié)省工時(shí)為300小時(shí)/年。同時(shí)能有效避免測量結(jié)果出錯的情況，提高測速準(zhǔn)確率和測速效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1是本發(fā)明電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是壓力變化時(shí)域曲線示意圖。

圖3是圖2濾波后獲得的壓力變化時(shí)域正弦曲線示意圖。

圖4是圖2進(jìn)行傅里葉變換獲得的壓力脈動頻域曲線示意圖。

圖5是本發(fā)明電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速系統(tǒng)一實(shí)施例，包括：壓力傳感器、濾波器和轉(zhuǎn)速計(jì)算設(shè)備；

壓力傳感器，其設(shè)置在電子燃油泵出油口，測量獲得電子燃油泵出油口壓力變化時(shí)域曲線；油口壓力變化時(shí)域曲線參考圖2所示。

濾波器，根據(jù)電子燃油泵壓力變化時(shí)域曲線濾波，去除直流分量對應(yīng)壓力保留交流分量對應(yīng)壓力，獲得壓力變化時(shí)域正弦曲線，該壓力變化時(shí)域正弦曲線峰值或谷值即表達(dá)壓力的最大波動幅值Pmax；壓力變化時(shí)域正弦曲線參考圖3所示。

轉(zhuǎn)速計(jì)算設(shè)備，計(jì)算獲得壓力波動最大幅值Pmax的有效值Rms，該有效值Rms即是壓力脈動DP，DP＝Rms＝0.707×Pmax；將所述壓力變化時(shí)域曲線變換獲得壓力脈動頻域曲線，根據(jù)一階壓力脈動的頻率幅值獲得相對應(yīng)的一階壓力脈動頻率，利用一階壓力脈動頻率計(jì)算得到電子燃油泵轉(zhuǎn)速；Rpm＝f×60,Rpm是電子燃油泵轉(zhuǎn)速,f是一階壓力脈動頻率；壓力脈動頻域曲線參考圖4所示。

進(jìn)一步改進(jìn)，壓力傳感器距離電子燃油泵出油口5CM～20CM，優(yōu)選為5CM、10CM、15CM或20CM。

進(jìn)一步改進(jìn)，電子燃油泵出油口與壓力傳感器之間為無支路、無變徑和無阻擋的燃油管路。即要求電子燃油泵出油口與壓力傳感器之間的管路對壓力無影響。

進(jìn)一步改進(jìn)，壓力傳感器后續(xù)具有預(yù)留燃油管路，本實(shí)施例中所述預(yù)留燃油管路長度為2米，預(yù)留2米以上的管路效果更優(yōu)。

其中，壓力變化時(shí)域曲線采用傅里葉變換獲得壓力脈動頻域曲線。

其中，所述轉(zhuǎn)速計(jì)算設(shè)備為MCU或計(jì)算機(jī)。

如圖5所示，本發(fā)明提供一種電子燃油泵轉(zhuǎn)速測速方法，包括：

1)測量獲得電子燃油泵出油口壓力變化時(shí)域曲線；

2)根據(jù)壓力變化時(shí)域曲線濾波，去除直流分量對應(yīng)壓力保留交流分量對應(yīng)壓力，獲得壓力變化時(shí)域正弦曲線，該壓力變化時(shí)域正弦曲線峰值或谷值即表達(dá)壓力的最大波動幅值Pmax；

3)計(jì)算獲得壓力波動最大幅值Pmax的有效值Rms，該有效值Rms即是壓力脈動DP，DP＝0.707×Pmax；

4)將所述壓力變化時(shí)域曲線變換獲得壓力脈動頻域曲線，根據(jù)一階壓力脈動的頻率幅值獲得相對應(yīng)的一階壓力脈動頻率；

5)利用一階壓力脈動頻率計(jì)算得到電子燃油泵轉(zhuǎn)速；Rpm＝f×60,Rpm是電子燃油泵轉(zhuǎn)速,f是一階壓力脈動頻率。

其中，步驟4)中，壓力變化時(shí)域曲線采用傅里葉變換獲得壓力脈動頻域曲線。

以上通過具體實(shí)施方式和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。