CN106894933A - 一种不受发动机转速和噪声影响的爆震强度测算及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不受发动机转速和噪声影响的爆震强度测算及控制方法，属于汽车电子发动机控制技术领域。该方法通过将经过对数处理后爆震能量值的正态分布曲线期望值的修正，消除了转速和发动机特征频率段内机械噪声对计算爆震特征值的影响，减小了标定工作的难度并且保证了爆震判断的准确度；爆震阈值的设定，进一步提高了爆震强度计算和控制的精度。

Description

一种不受发动机转速和噪声影响的爆震强度测算及控制方法

技术领域

本发明专利属于汽车电子发动机控制技术领域。

背景技术

爆震现象是发动机的一种不正常燃烧所引起的，会使发动机工作粗暴，功率下降，燃油经济性变差。发动机长时间处于爆震状态还会造成活塞，缸套及连杆等零部件的损坏。因此，发动机爆震控制十分必要。

爆震强度是爆震控制的重要依据。传统的爆震强度计算与发动机转速相关性较大，发动机转速的增加意味着采样点数的减少，积分能量值的减小，通常需要对爆震能量值使用增益和偏移计算来减小发动机转速对爆震强度的影响，从而引入增益和偏移，增加标定工作的难度。

随着发动机排放法规及性能要求日趋严格，发动机的结构也会更复杂，使用的部件也会越来越多。更多的部件意味着更复杂的机械噪声，而单凭爆震能量值来判断爆震的方法无法消除发动机特征频率段内的机械噪声(如可变气门机构调节引起的气门振动)对爆震的干扰，容易造成爆震误判。

发明内容

为了解决发动机转速和噪声对影响爆震强度测算结果的影响，本发明提出了一种不受发动机转速和噪声影响的爆震强度测算及控制方法。

1)基于数字爆震处理技术，计算出爆震能量值KnockEnergy。

2)对爆震能量值KnockEnergy进行对数处理后得到一个新的量L_CLIQ，即L_CLIQ＝a×lgKnockEnergy+b，且L_CLIQ分布服从正态分布，期望值为μ，方差为σ²。

3)令DLOGRUM＝L_CLIQ-μ，即使DLOGRUM服从μ＝0的正态分布；

4)标定爆震的阈值Threhold

已知标准正态分布的概率密度函数为：

互补误差函数为：

推导出：

可知，当x＝3.5σ时有P{|η|＞x}＝0.0004，设定爆震的阈值Threhold＝3.5σ，此时修正点火角，确保小于爆震阈值内的点(99.96％发生概率)没有爆震发生，而大于此阈值的点认为有爆震发生，且此点比阈值越大，爆震强度越大。

5)计算爆震强度，爆震强度KnockIntensity＝DLOGRUM-Threhold。

6)将所得到的爆震强度值输出给爆震控制模块进行点火角控制；当检测到爆震强度值＞0时，认为爆震发生并进行爆震点火角推迟，推迟幅度与爆震强度值成正比；当检测到爆震强度值≤0时，认为爆震消失，由爆震引起的点火角推迟量开始以以4度曲轴转角每秒的速度逐步恢复至0。

本发明的有益效果：

本发明方法在现有的数字爆震检测模块及爆震能量值KnockEnergy的测量计算方法基础上，去除了发动机转速和噪声影响，因此可以不受发动机转速和噪声影响，得到更加准确的爆震强度，从而提高了点火角的控制精度，减少爆震对发动机损害。

附图说明

图1是数字爆震处理控制系统结构图。

图2为爆震能量值KnockEnergy对数正态分布图，横坐标为爆震传感器信号取绝对值后的积分值(mV)，纵坐标为KnockEnergy发生的概率(％)。

图3是对爆震能量值对数化变换后的正态分布图，横坐标为L_CLIQ＝a×lgKnockEnergy+b(mV)，纵坐标为L_CLIQ发生的概率(％)。

图4是爆震能量值对数变换标准化后的正态分布图，横坐标为DLOGRUM＝L_CLIQ-f(L_CLIQ)，其中f(L_CLIQ)为中值滤波函数，纵坐标为DLOGRUM发生的概率，Threhold为爆震阈值，爆震强度KnockIntensity＝DLOGRUM-Threhold。

图5为爆震强度计算流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，数字爆震处理系统包括数字爆震检测模块、爆震强度计算模块、爆震控制模块。数字爆震检测模块计算出爆震能量值，爆震强度计算模块根据爆震能量值进行消除转速影响、消除噪声干扰、爆震阈值设定处理得到爆震强度，输出给爆震控制模块进行点火角、lambda控制器、增压器及凸轮轴的控制。

1)数字爆震检测模块中，爆震传感器的两路差分信号经过整流后整合为一路模拟信号，经过片外AAF滤波器低通滤波后，结合正时信息输出爆震开窗信号进行触发式AD采样。采样后的爆震数字信号通过片上AAF滤波器把爆震特征频率段的数据分离出来，再通过爆震能量值计算模块，采用滤波后爆震数字信号值取绝对值相加的方法，计算出爆震能量值KnockEnergy。

2)对爆震能量值KnockEnergy进行对数处理后得到一个新的量L_CLIQ，即L_CLIQ＝a×lgKnockEnergy+b，且L_CLIQ分布服从正态分布，期望值为μ，方差为σ²。

3)令DLOGRUM＝L_CLIQ-μ，即使DLOGRUM服从μ＝0的正态分布；

4)标定爆震的阈值Threhold

已知标准正态分布的概率密度函数为：

互补误差函数为：

推导出：

可知，当x＝3.5σ时有P{|η|＞x}＝0.0004，设定爆震的阈值Threhold＝3.5σ，此时修正点火角，确保小于爆震阈值内的点(99.96％发生概率)没有爆震发生，而大于此阈值的点认为有爆震发生，且此点比阈值越大，爆震强度越大。

5)计算爆震强度，爆震强度KnockIntensity＝DLOGRUM-Threhold。

6)将所得到的爆震强度值输出给爆震控制模块进行点火角控制；当检测到爆震强度值＞0时，认为爆震发生并进行爆震点火角推迟，推迟幅度与爆震强度值成正比；当检测到爆震强度值≤0时，认为爆震消失，由爆震引起的点火角推迟量开始以以4度曲轴转角每秒的速度缓慢恢复至0。

Claims (1)

1.一种不受发动机转速和噪声影响的爆震强度测算及控制方法，具体步骤如下：

1)基于数字爆震处理技术，计算出爆震能量值KnockEnergy；

2)对爆震能量值KnockEnergy进行对数处理后得到一个新的量L_CLIQ，即L_CLIQ＝a×lgKnockEnergy+b，且L_CLIQ分布服从正态分布，期望值为μ，方差为σ²；

3)令DLOGRUM＝L_CLIQ-μ，即使DLOGRUM服从μ＝0的正态分布；

4)标定爆震的阈值Threhold

已知标准正态分布的概率密度函数为：

互补误差函数为：

推导出：

可知，当x＝3.5σ时有P{|η|＞x}＝0.0004，设定爆震的阈值Threhold＝3.5σ，爆震阈值内的点没有爆震发生，而大于此阈值的点认为有爆震发生，且此点比阈值越大，爆震强度越大；

5)计算爆震强度，爆震强度KnockIntensity＝DLOGRUM-Threhold；

6)将所得到的爆震强度值输出给爆震控制模块进行点火角控制；当检测到爆震强度值＞0时，认为爆震发生并进行爆震点火角推迟，推迟幅度与爆震强度值成正比；当检测到爆震强度值≤0时，认为爆震消失，由爆震引起的点火角推迟量开始以4度曲轴转角每秒的速度逐步恢复至0。