发动机爆震检测方法及系统的制作方法_3

文档序号:8510335阅读:来源:国知局
集爆震发生判缸模块、油品智能识别模块、自学习模块以及失效模式处理模块的处理结果,并将所有模式下的点火提前角调整量进行汇总,发送到发动机控制单元的点火提前角控制模块中。
[0060]根据本发明实施例的发动机爆震检测方法,通过获取发动机的振动检测值、点火提前角以及预设的第一区域和第二区域,确定爆震检测区域,并在该区域中根据振动检测值对发动机爆震进行检测。因此,该方法仅在会发生爆震的区域(如第一区域和第二区域)进行检测,避免了在进气冲程和排气冲程初期等区域进行无效的检测,减少了系统的工作量,提高了运行效率,即降低了燃油消耗,同时也减少了对爆震误判断的几率,即提高了爆震检测的准确率。另外,设计了对不同牌号油品的智能识别以及自学习功能,使得驾驶员在使用高品质燃油和低品质燃油的时候,发动机都能发挥出最佳的性能,提高了系统的智能性。还设计了系统的失效模式,保证在部分传感器处于失效模式下,发动机仍然能够工作,提高了系统的可靠性。
[0061]本发明的进一步实施例还提供了一种发动机爆震检测系统。
[0062]图4为根据本发明一个实施例的发动机爆震检测系统的结构框图。如图4所示,该系统1000包括:爆震传感器100、点火提前角模块200、爆震区域选取模块300以及检测模块400。
[0063]具体地说,爆震传感器100用于获取发动机的振动检测值。发动机的振动检测值例如包括发动机的振动频率和振动幅值信息。
[0064]点火提前角模块200用于获取发动机的点火提前角。在具体示例中,点火提前角模块200例如根据发动机转速、负荷、冷却水温、进气温度等进行综合运算,得到最佳点火提前角。
[0065]爆震区域选取模块300用于根据点火提前角、预设的第一区域和第二区域确定爆震检测区域。
[0066]具体地说,对于传统的发动机控制单元,在运转过程中,控制单元将会不断的检测发动机爆震情况,实时进行修正,这样会增加处理器的工作量。而根据发动机实际工作情况,在发动机排气冲程、进气冲程、压缩冲程初期均不会发生爆震,因此在这些循环中,控制单元没有必要实时进行爆震检测。如果设定一个检测的区间范围,仅仅在该范围内检测,就会减少控制单元的工作量,而且能减少发动机对于爆震的误判。
[0067]本发明的一些实施例中,在发动机的不同运行工况下,点火提前角模块200将会根据发动机的转速、负荷、水温等综合因素设定不同的点火提前角。在得到了该工作循环的点火提前角信息之后,爆震区域选定模块300将会根据发动机的转速、点火提前角信息,以点火提前角为起始点,向前设定一个检测区域A(即第一区域),以点火提前角为起始点,向后设定一个检测区域B(即第二区域),其中,第一区域的设定方式如下:首先根据当前发动机转速进行查表,得到LKNK系数,再根据当前点火提前角GANG系数,将LKNK与GANG系数进行叠加得到第一区域。第二区域的设定方法如下:首先根据当前发动机转速进行查表,得到LKNKCMN系数,再通过一个特定系数除以发动机汽缸数,再除以当前发动机转速,得到KANGKEMIN系数,然后用LKNKCMN乘以KANGKEMIN即可得到第二区域。例如图3所示。区域A和区域B将涵盖爆震发生的区域,同时屏蔽了气门落座时发生的碰撞,减少了爆震误判发生的几率。
[0068]检测模块400用于在爆震检测区域中根据振动检测值对发动机爆震进行检测。具体包括:获取发动机的转速和负荷,根据发动机的转速和负荷以及预设的三维MAP模型确定当前爆震发生临界值,如果振动检测值大于或等于当前爆震发生临界值,则判断发生爆震,如果振动检测值小于当前爆震发生临界值,则判断未发生爆震。
[0069]具体地说,发动机运转过程中,在不同的转速、不同的负荷的工况下,发动机的最高爆发压力和振动情况都会发生很大的变化,对于爆震判断的阀值(即爆震发生临界值)需要进行动态的设定。而且内燃机使用的燃油喷射器在开启和关闭的时刻,会产生振动。对于缸内直喷的内燃机,高压油泵在运转的过程中,也会发生振动,进气门和排气门在关闭时亥IJ,会与气门座圈产生撞击,这些部件的振动频率和幅值都会随着内燃机所处的工况变化而变化。如果不设定背景环境噪音模块,发动机控制单元将很难准确识别出真正的爆震信号,有可能将正常的振动信号误判为爆震信号,这将会导致发动机控制单元对点火提前角进行误设定,从而降低内燃机的功率输出,恶化燃油经济性。背景环境噪音模块在发动机控制单元中预先设定一个三维控制MAP (即三维MAP模型),根据发动机的转速和负荷不同,设定不同工况下的背景环境噪音的基准。其中,在该示例中,三维MAP模型例如根据发动机的台架试验数据设定。
[0070]三维MAP模型根据发动机不同工况下的转速和负荷设定一个对应的爆震发生临界值threadA。然后信号处理模块将处理后的发动机的振动检测值signalA与threadA进行比较,如果signalA大于或等于threadA,则判定发动机发生了爆震。如果signalA小于threadA,则判定发动机未发生爆震。
[0071]检测模块400还用于在判断发生爆震之后,检测凸轮轴位置和曲轴位置,并根据凸轴轮位置和曲轴位置获取发动机的相位,并根据发动机的相位判断发生爆震的汽缸,以及对发生爆震的汽缸的点火提前角进行调整。
[0072]具体地说,在判断发动机发生爆震之后,结合此时发动机的相位,爆震判缸模块即可判断是哪一个汽缸正处于做功冲程,也即确定哪一个汽缸发生爆震,进而点火提前角调整模块对该发生爆震的汽缸的点火进行调整,而对于其他没有发生爆震的汽缸,其点火提前角不做调整,从而能够提高发动机的控制精度,改善发送机的燃油经济性和驾驶员的驾驶娱乐性。
[0073]在一些示例中,检测模块400还用于在预设时间周期中对发动机的爆震情况进行记录,并根据发动机的爆震情况判断发动机的燃油质量,并根据发动机的燃油质量对发动机的控制数据进行选择。
[0074]具体地说,发动机出厂后,都会设定一个标准使用燃油标号,所有的发动机运行数据都是基于标号的燃油进行标定的。但是如果驾驶员加注了低于标准标号的燃油,发动机的运行可能出现一些问题。因此对发动机的控制单元提出了智能化的要求,需要控制单元能够自动判别驾驶员加注的燃油标号,而且能够自动切换到与之对应的控制运行数据上去。在本发明的实施例中,设定了油品智能识别模块。在爆震检测的循环过程中,记录爆震发生的力度和频率,当驾驶员加注了低于标准标号的燃油时,由于油品的抗爆性降低,原始设定的点火提前角可能有导致发动机更容易发生爆震的倾向,则在一段时间内检测到的爆震发生烈度和爆震发生频率可能大大超出了平时使用标准标号燃油的情况。因此,此时将进行控制数据的切换,将低品质燃油控制数据激活。并且,在发动机下次启动后,仍然使用低品质燃油控制数据。
[0075]以及,检测模块400还用于在预设时间周期中对发动机的爆震情况进行记录,并根据发动机的爆震情况对发动机的点火提前角进行调整。
[0076]具体地说,自学习模块不断监控爆震发生的烈度和频率。如果驾驶员重新加注了标准标号的燃油后,在一段时间内自学习模块检测到发动机发生爆震的频率和烈度明显降低,此时将进行控制数据的切换,将标准标号燃油的控制数据激活。如果驾驶员加注了高于标准标号的燃油,则检测到的爆震发生的频率和烈度将会降低,自学习模块将会在基础点火提前角的基础上再增加一个点火提前角调整量adjustA,以进一步发挥出高品质燃油的效果,降低发动机燃油消耗,提升功率。增加了点火提前角调整量adjustA之后,如果检测到爆震发生的频率和烈度没有增加的,adjustA将被固定下来,作为学习结果,但是学习的结果值不能超过一个上限值adjust_upA。如果加上了点火提前角调整量之adjustA后,发动机的爆震烈度和频率增加,则自学习模块将按照一定的步长逐步减少adjustA,直至适应发动机稳定工作的adjustA值,该值将被保存记忆。
[0077]进一步地,检测模块400还用于在检测到爆震传感器100失效时,使用默认点火提前角进行控制。
[0078]具体地说,如果发动机控制单元检测到爆震传感器出现故障之后,也即爆震传感器已经不能准确的判断
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