專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)爆震判定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，具體涉及一種根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)爆震判定的方法。
背景技術(shù)：
爆震控制是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的重要功能之一，通過(guò)爆震控制可以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在爆震臨界點(diǎn)附近，在提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能同時(shí)，避免爆震造成的損壞。而要實(shí)現(xiàn)良好的爆震控制，正確地判定發(fā)動(dòng)機(jī)爆震是關(guān)鍵。專利2005101305 . 6公開(kāi)了一種根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壓力的變化率進(jìn)行爆震判定的方法。這種方法需安裝缸內(nèi)壓力傳感器，而發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)環(huán)境惡劣，對(duì)傳感器要求很高。實(shí)際產(chǎn)品中很少采用這種方法，大部分都根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)進(jìn)行爆震判斷。專利200510064608. 1 公開(kāi)了一種采用爆震傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，進(jìn)行爆震判定的方法。該方法通過(guò)對(duì)比檢測(cè)的實(shí)際振動(dòng)波形與理想爆震振動(dòng)波形的相關(guān)性進(jìn)行爆震判定，當(dāng)相關(guān)性大于設(shè)定限值時(shí)則判定發(fā)生爆震。但在實(shí)際產(chǎn)品中，爆震傳感器加工誤差，惡劣工作環(huán)境造成的傳感器老化， 發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)體差異和老化等因素會(huì)導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量的振動(dòng)波形與理想的爆震振動(dòng)波形產(chǎn)生較大偏差。此時(shí)，實(shí)際的爆震波形與理想爆震波形之間的相關(guān)性減弱，容易導(dǎo)致誤判或漏判。發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)由爆震傳感器輸出，窗口信號(hào)、放大增益、計(jì)算系數(shù)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中的其它處理模塊提供；發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，爆震傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)具有隨機(jī)性， 但其統(tǒng)計(jì)特性具有一定規(guī)律正常工作情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)能量分布在一定范圍內(nèi)；在發(fā)生爆震時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)能量會(huì)超出正常的分布范圍；發(fā)動(dòng)機(jī)或爆震傳感器老化等因素會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)能量分布的范圍和水平發(fā)生變化。此時(shí)，若仍以原先的范圍進(jìn)行爆震判定，極易發(fā)生漏判或誤判。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出了一種根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)強(qiáng)度對(duì)爆震判定限值進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整的爆震判定方法，該方法能在發(fā)動(dòng)機(jī)未發(fā)生爆震時(shí)，通過(guò)取平均值等方法統(tǒng)計(jì)得到發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)能量的水平以及振動(dòng)能量的分布范圍，并據(jù)此計(jì)算爆震限值，進(jìn)行爆震判定；還能避免傳感器加工誤差、老化引起的零點(diǎn)偏移和增益變化、發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)體差異和老化引起的振動(dòng)水平變化等因素導(dǎo)致的爆震誤判或漏判。本發(fā)明提出的一種發(fā)動(dòng)機(jī)爆震判定方法，包括以下步驟
1)爆震強(qiáng)度的計(jì)算，根據(jù)爆震傳感器信號(hào)、窗口信號(hào)、放大增益，在窗口信號(hào)有效范圍內(nèi)，通過(guò)在時(shí)間域積分，計(jì)算反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)振動(dòng)能量的爆震強(qiáng)度信號(hào)；
爆震強(qiáng)度計(jì)算通過(guò)在爆震信號(hào)窗口范圍內(nèi)，將振動(dòng)信號(hào)在時(shí)間域進(jìn)行累積得到，具體計(jì)算公式如下窗口信號(hào)結(jié)束時(shí)刻爆震強(qiáng)度反應(yīng)了一個(gè)工作循環(huán)中發(fā)動(dòng)機(jī)總的振動(dòng)能量的大小。由于爆震一般在發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮沖程上止點(diǎn)后曲軸轉(zhuǎn)角30度至60度之間發(fā)生，為減小干擾影響，只對(duì)壓縮沖程上止點(diǎn)后曲軸轉(zhuǎn)角30度至60度之間的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行累積。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)爆震窗口信號(hào)控制積分的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)刻。由于發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速較低、負(fù)荷較小的工況下，振動(dòng)相對(duì)較弱。為使不同發(fā)動(dòng)機(jī)工況下，爆震傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度保持基本一致，在低轉(zhuǎn)速、小負(fù)荷工況下，采用較大的放大增益；而在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷工況下，采用較小的放大增益。2)平均爆震強(qiáng)度的確定，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作情況下，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的爆震強(qiáng)度，采用取平均值統(tǒng)計(jì)方法確定出發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的振動(dòng)能量水平，即平均爆震強(qiáng)度信號(hào)；
平均爆震強(qiáng)度主要反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作情況下，平均的振動(dòng)能量水平。由于發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震時(shí)，振動(dòng)加劇，即爆震強(qiáng)度會(huì)顯著增加，采用發(fā)生爆震時(shí)的爆震強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行平均爆震強(qiáng)度計(jì)算，會(huì)導(dǎo)致得到的平均爆震強(qiáng)度信號(hào)偏大，偏離正常工況的平均爆震強(qiáng)度。所以， 在檢測(cè)到發(fā)生爆震時(shí)，平均爆震強(qiáng)度維持上一周期的計(jì)算結(jié)果；而在判定未發(fā)生爆震時(shí)，根據(jù)下式計(jì)算平均爆震強(qiáng)度
其中，進(jìn)行平均爆震強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，爆震強(qiáng)度的采樣點(diǎn)數(shù)#一般取為100。A表示平均爆震強(qiáng)度的計(jì)算周期。 采用上式計(jì)算，平均爆震強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果比較平滑穩(wěn)定，但需要將連續(xù)#次采樣點(diǎn)的爆震強(qiáng)度信號(hào)記錄在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的存儲(chǔ)器中，占用較大存儲(chǔ)器資源。為降低存儲(chǔ)資源的消耗，也可采用如下替代的平均爆震強(qiáng)度計(jì)算方法該方法無(wú)需占用額外的存儲(chǔ)器資源，但由于對(duì)過(guò)去的數(shù)據(jù)的衰減作用，使計(jì)算得到的平均爆震強(qiáng)度抵抗爆震強(qiáng)度信號(hào)抖動(dòng)的能力降低，對(duì)爆震強(qiáng)度信號(hào)的抖動(dòng)更加敏感。3)爆震限值的計(jì)算，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作情況下的爆震強(qiáng)度、平均爆震強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)得到正常工況下發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)水平，即爆震強(qiáng)度與平均爆震強(qiáng)度的偏差，將該偏差乘以一定的放大系數(shù)即得到爆震限值；
發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)信號(hào)具有隨機(jī)性，但其統(tǒng)計(jì)特性滿足一定規(guī)則。 前面計(jì)算的平均爆震強(qiáng)度反應(yīng)了正常工況下發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)能量的平均水平。在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)能量，即爆震強(qiáng)度會(huì)落在以平均爆震強(qiáng)度為基準(zhǔn)的一個(gè)偏差范圍內(nèi)；而在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震時(shí)，爆震強(qiáng)度會(huì)超出該偏差范圍，且超出越多，發(fā)動(dòng)機(jī)爆震越劇烈。 正常工況下，爆震強(qiáng)度與平均爆震強(qiáng)度之間的偏差通過(guò)取平均值方法計(jì)算得到，如下式所不
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)爆震判定方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟爆震強(qiáng)度的計(jì)算，根據(jù)爆震傳感器信號(hào)、窗口信號(hào)、放大增益，在窗口信號(hào)有效范圍內(nèi)， 通過(guò)在時(shí)間域積分，計(jì)算反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)振動(dòng)能量的爆震強(qiáng)度信號(hào)；平均爆震強(qiáng)度的確定，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作情況下，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的爆震強(qiáng)度，采用取平均值統(tǒng)計(jì)方法確定出發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的振動(dòng)能量水平，即平均爆震強(qiáng)度信號(hào)；爆震限值的計(jì)算，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作情況下的爆震強(qiáng)度、平均爆震強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)得到正常工況下發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)水平，即爆震強(qiáng)度與平均爆震強(qiáng)度的偏差，將該偏差乘以一定的放大系數(shù)即得到爆震限值；爆震判定，根據(jù)爆震強(qiáng)度與爆震限值的相對(duì)大小進(jìn)行爆震劇烈程度的判定。
2.如權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)爆震判定方法，其特征在于在窗口信號(hào)有效范圍內(nèi)，由爆震傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)在時(shí)間域累積得到爆震強(qiáng)度信號(hào)，具體計(jì)算公式如下
3.如權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)爆震判定方法，其特征在于發(fā)生爆震時(shí)，保持上一周期平均爆震強(qiáng)度不變；無(wú)爆震時(shí)，采用取平均值統(tǒng)計(jì)方法得到平均爆震強(qiáng)度，具體計(jì)算公式如下
4.如權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)爆震判定方法，其特征在于發(fā)生爆震時(shí)，保持上一周期爆震限值；無(wú)爆震時(shí)，爆震限值計(jì)算方法為爆震限值=I爆震強(qiáng)度一平均爆震強(qiáng)度I計(jì)算系數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)爆震判定方法，其特征在于爆震強(qiáng)度大于爆震限值時(shí)，判定為爆震；否則，判定為無(wú)爆震。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種發(fā)動(dòng)機(jī)爆震判定方法，包括以下步驟爆震強(qiáng)度的計(jì)算，根據(jù)爆震傳感器信號(hào)、窗口信號(hào)、放大增益，計(jì)算反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)振動(dòng)能量的爆震強(qiáng)度信號(hào)；平均爆震強(qiáng)度的確定，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的爆震強(qiáng)度，采用取平均值統(tǒng)計(jì)方法確定出發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的振動(dòng)能量水平；爆震限值的計(jì)算，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作情況下的爆震強(qiáng)度、平均爆震強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)得到正常工況下發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)水平，得到爆震限值；爆震判定，根據(jù)爆震強(qiáng)度與爆震限值的相對(duì)大小進(jìn)行爆震劇烈程度的判定。本發(fā)明避免了由于發(fā)動(dòng)機(jī)、爆震傳感器個(gè)體差異或老化而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)的零點(diǎn)偏移、幅度變化導(dǎo)致的爆震誤判或漏判，保證了爆震判斷的準(zhǔn)確性，為精確的爆震控制奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)F02D45/00GK102155322SQ201110057630
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者張強(qiáng), 高鋒 申請(qǐng)人:重慶長(zhǎng)安汽車股份有限公司