[發(fā)明專利]一種不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噪聲影響的爆震強度測算及控制方法

在審

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• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106894933A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐江;張慧峰;李家玲;孫鵬遠;欣白宇;高天宇;王強;龍立
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F02P5/152
• 分類號: F02P5/152
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 李泉宏,高佳佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于汽車電子發(fā)動機控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

爆震現(xiàn)象是發(fā)動機的一種不正常燃燒所引起的，會使發(fā)動機工作粗暴，功率下降，燃油經(jīng)濟性變差。發(fā)動機長時間處于爆震狀態(tài)還會造成活塞，缸套及連桿等零部件的損壞。因此，發(fā)動機爆震控制十分必要。

爆震強度是爆震控制的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的爆震強度計算與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)性較大，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加意味著采樣點數(shù)的減少，積分能量值的減小，通常需要對爆震能量值使用增益和偏移計算來減小發(fā)動機轉(zhuǎn)速對爆震強度的影響，從而引入增益和偏移，增加標定工作的難度。

隨著發(fā)動機排放法規(guī)及性能要求日趨嚴格，發(fā)動機的結(jié)構(gòu)也會更復雜，使用的部件也會越來越多。更多的部件意味著更復雜的機械噪聲，而單憑爆震能量值來判斷爆震的方法無法消除發(fā)動機特征頻率段內(nèi)的機械噪聲(如可變氣門機構(gòu)調(diào)節(jié)引起的氣門振動)對爆震的干擾，容易造成爆震誤判。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噪聲對影響爆震強度測算結(jié)果的影響，本發(fā)明提出了一種不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噪聲影響的爆震強度測算及控制方法。

1)基于數(shù)字爆震處理技術(shù)，計算出爆震能量值KnockEnergy。

2)對爆震能量值KnockEnergy進行對數(shù)處理后得到一個新的量L_CLIQ，即L_CLIQ＝a×lgKnockEnergy+b，且L_CLIQ分布服從正態(tài)分布，期望值為μ，方差為σ²。

3)令DLOGRUM＝L_CLIQ-μ，即使DLOGRUM服從μ＝0的正態(tài)分布；

4)標定爆震的閾值Threhold

已知標準正態(tài)分布的概率密度函數(shù)為：

互補誤差函數(shù)為：

推導出：

可知，當x＝3.5σ時有P{|η|＞x}＝0.0004，設(shè)定爆震的閾值Threhold＝3.5σ，此時修正點火角，確保小于爆震閾值內(nèi)的點(99.96％發(fā)生概率)沒有爆震發(fā)生，而大于此閾值的點認為有爆震發(fā)生，且此點比閾值越大，爆震強度越大。

5)計算爆震強度，爆震強度KnockIntensity＝DLOGRUM-Threhold。

6)將所得到的爆震強度值輸出給爆震控制模塊進行點火角控制；當檢測到爆震強度值＞0時，認為爆震發(fā)生并進行爆震點火角推遲，推遲幅度與爆震強度值成正比；當檢測到爆震強度值≤0時，認為爆震消失，由爆震引起的點火角推遲量開始以以4度曲軸轉(zhuǎn)角每秒的速度逐步恢復至0。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明方法在現(xiàn)有的數(shù)字爆震檢測模塊及爆震能量值KnockEnergy的測量計算方法基礎(chǔ)上，去除了發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噪聲影響，因此可以不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速和噪聲影響，得到更加準確的爆震強度，從而提高了點火角的控制精度，減少爆震對發(fā)動機損害。

附圖說明

圖1是數(shù)字爆震處理控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為爆震能量值KnockEnergy對數(shù)正態(tài)分布圖，橫坐標為爆震傳感器信號取絕對值后的積分值(mV)，縱坐標為KnockEnergy發(fā)生的概率(％)。

圖3是對爆震能量值對數(shù)化變換后的正態(tài)分布圖，橫坐標為L_CLIQ＝a×lgKnockEnergy+b(mV)，縱坐標為L_CLIQ發(fā)生的概率(％)。

圖4是爆震能量值對數(shù)變換標準化后的正態(tài)分布圖，橫坐標為DLOGRUM＝L_CLIQ-f(L_CLIQ)，其中f(L_CLIQ)為中值濾波函數(shù)，縱坐標為DLOGRUM發(fā)生的概率，Threhold為爆震閾值，爆震強度KnockIntensity＝DLOGRUM-Threhold。

圖5為爆震強度計算流程示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，數(shù)字爆震處理系統(tǒng)包括數(shù)字爆震檢測模塊、爆震強度計算模塊、爆震控制模塊。數(shù)字爆震檢測模塊計算出爆震能量值，爆震強度計算模塊根據(jù)爆震能量值進行消除轉(zhuǎn)速影響、消除噪聲干擾、爆震閾值設(shè)定處理得到爆震強度，輸出給爆震控制模塊進行點火角、lambda控制器、增壓器及凸輪軸的控制。

1)數(shù)字爆震檢測模塊中，爆震傳感器的兩路差分信號經(jīng)過整流后整合為一路模擬信號，經(jīng)過片外AAF濾波器低通濾波后，結(jié)合正時信息輸出爆震開窗信號進行觸發(fā)式AD采樣。采樣后的爆震數(shù)字信號通過片上AAF濾波器把爆震特征頻率段的數(shù)據(jù)分離出來，再通過爆震能量值計算模塊，采用濾波后爆震數(shù)字信號值取絕對值相加的方法，計算出爆震能量值KnockEnergy。