CN108150299A - 一种增压汽油机超级爆震预控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种增压汽油机超级爆震预控制方法和系统，步骤1、当车辆处于加速加档工况，且相对于设定预控点火角实际输出点火角过度推迟，则执行下一步；步骤2、对发动机是否失火进行实时监控识别，若监控识别到某缸发生失火，则执行下一步；步骤3、在上一循环识别某缸发生失火后立即对此缸的下一循环进行单缸单循环断缸处理。本发明通过对加速加档工况的超级爆震进行预识别，可以有效避免超级爆震的发生，降低发动机风险。

Description

一种增压汽油机超级爆震预控制方法和系统
技术领域
本发明属于汽车发动机技术领域，涉及一种增压汽油机超级爆震预控制方法，特别涉及整车加速加档工况过度点火推迟所引发的超级爆震预控制方法。
背景技术
近年来，由于环境和能源问题日益突出，世界各国都对汽车排放和燃油消耗率提出了严格的要求。为了应对燃油消耗的快速增长，降低CO2排放，中国制定了一系列有关汽车燃料消耗量的强制性国家标准。随着燃料消耗量限值不断加严，国内外各汽车企业正在加紧研发新一代高效环保内燃机。
然而随着增压比和功率密度的不断提高，出现了一种强烈的敲缸现象——“超级爆震”：缸内峰值压力甚至可超过30MPa，压力震荡幅度可超过20MPa，极易造成火花塞、气门和活塞断裂或烧蚀，可瞬间破坏发动机。与常规敲缸不同的是，超级爆震不会因推迟点火提前角而消除，也不能通过加浓混合气、加强壁面传热或采用高辛烷值汽油来避免，且超级爆震具有偶发性和间歇性，影响因素众多。目前，超级爆震已成为汽油机继续提高功率密度和降低油耗的最大阻碍，国内外众多汽车发动机制造商、燃料和润滑油公司以及相关科研机构等都在对超级爆震的机理和抑制策略进行研究。
目前对超级爆震研究成果主要是在稳态试验台架全负荷或大负荷区域进行，ECU对于超级爆震的控制策略也都是后处理策略，是在检测到超级爆震已经发生后通过空燃比加浓、VVT调整、降低负荷或者断缸等策略来防止后续的连续超级爆震发生。虽然目前的ECU可以在稳态及加速过程利用后处理策略抑制连续超级爆震产生，保护发动机的安全，但是整车瞬态工况的超级爆震有些情况则不能适用这种控制策略。比如在整车加速加档工况因为过度点火推迟所产生的超级爆震就不能沿用已有的控制策略，必须开发一种全新控制方法来避免超级爆震的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种针对加速加档工况过度点火推迟引发的超级爆震的控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种增压汽油机超级爆震预控制方法：
步骤1、当车辆处于加速加档工况，且相对于设定预控点火角实际输出点火角过度推迟，则执行下一步；
步骤2、对发动机是否失火进行实时监控识别，若监控识别到某缸发生失火，则执行下一步；
步骤3、在上一循环识别某缸发生失火后立即对此缸的下一循环进行单缸单循环断缸处理。
所述步骤2根据当前曲轴位置和凸轮轴位置判断发动机是否失火。
所述步骤2中，根据曲轴位置监测发动机转动时速率的偏差来确定失火，用凸轮轴位置识别失火的气缸。
所述步骤3中在某缸断缸后的下一循环关闭断缸功能，恢复正常ECU控制。
一种基于所述增压汽油机超级爆震预控制方法的控制系统，系统包括工况识别模块、失火识别模块和策略执行模块，所述工况识别模块执行步骤1，所述失火识别模块执行步骤2，所述策略执行模块执行步骤3。
所述工况识别模块连接车辆ECU，获取车辆加速加档信号。
所述失火识别模块获取曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号。
本发明通过对加速加档工况的超级爆震进行预识别，可以有效避免超级爆震的发生，降低发动机风险。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为加速加档工况超级爆震发生过程示意图；
图2为超级爆震预控制模块工作流程图。
具体实施方式
整车在加速加档过程中由于换挡平顺性和舒适性要求，发动机输出的扭矩要尽量小。ECU为了满足低扭矩输出，通过推迟点火角和选择性断缸来实现。然而点火角过度推迟将会引发燃烧的不稳定性，发生偶发性的单缸失火后燃现象。某循环单缸失火将有很大概率在此缸下一循环引发超级爆震发生。
如图2所示，增压汽油机超级爆震预控制系统包含三个控制模块：工况识别模块、失火识别模块、策略执行模块。工况识别模块可以准确识别发动机进入加速加档需求工况，并基于输出点火角确定是否需要后续诊断控制；失火识别模块要求可以准确识别发动机某循环处于缸内失火状态；爆震策略执行模块要求在识别出风险状态后，立即实施执行模块，消除发动机发生超级爆震的可能性。
工况识别模块以ECU的加速加档需求为触发信号，并设定预控点火角用于比对实际输出点火角是否过度推迟。当同时满足加速加档和实际输出点火角过度推迟条件后激活失火识别模块。
失火识别模块是利用发动机曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器监测发动机是否失火。发动机失火会导致发动机曲轴转速不稳。根据这一特性,发动机ECU根据发动机的曲轴位置传感器来监控发动机曲轴旋转平稳情况。通常发动机转动不是匀速的,每缸在做功时都有一个加速,不做功就没有加速。正常情况下,发动机每缸压缩、做功,先是减速后是加速,属于正常现象。当发动机某一缸失火时,除了发动机压缩期间转速瞬时有所减缓外,由于发动机失火,缺乏做功时的加速,其转速将会继续下降,至到下一缸做功为止,从而使转速出现一次较大的波动。因此使用曲轴位置传感器监测发动机转动时速率的偏差来确定失火，用凸轮轴位置传感器识别失火的气缸。
策略执行模块要求在失火识别模块监测到某缸某循环发生失火现象后，立即对此缸下一循环执行断缸指令，防止此循环发生着火燃烧，从而可以有效避免超级爆震的发生。本专利要求的执行模块只针对单缸单循环实行断缸，并在下一循环恢复正常ECU控制。
增压汽油机超级爆震预控制方法的工作流程，在加速加档工况，ECU检测到发动机点火角推迟到一定角度后，开始对发动机失火状态进行监控，在此监测工况一旦检测某缸某循环发生后燃失火，ECU立即对失火缸的下一循环执行特殊的断缸控制。同时要求在断缸循环的下一循环关闭特殊的断缸控制功能，恢复ECU控制，但仍然持续监控是否仍然存在失火，直到ECU检测到点火角大于设定的失火预控角度。
如图1所示，利用燃烧分析仪同时测量三个缸的缸内压力，并截取了发生超级爆震前后两个循环的缸压数据。在超级爆震发生前的循环中，某缸在做功冲程发生失火燃烧，在排气冲程末期未燃混合气发生后燃，热释放一直持续到超级爆震发生循环的进气冲程，残余的内部EGR大幅增加超级爆震循环的缸内温度。在做功冲程中，由于上一循环未燃气体在进气冲程的持续热释放，导致在超级爆震循环中压缩温度过高，在点火之前直接引发热点自燃燃烧，产生了超级爆震。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种增压汽油机超级爆震预控制方法，其特征在于：
步骤1、当车辆处于加速加档工况，且相对于设定预控点火角实际输出点火角过度推迟，则执行下一步；
步骤2、对发动机是否失火进行实时监控识别，若监控识别到某缸发生失火，则执行下一步；
步骤3、在上一循环识别某缸发生失火后立即对此缸的下一循环进行单缸单循环断缸处理。
2.根据权利要求1所述的增压汽油机超级爆震预控制方法，其特征在于：所述步骤2根据当前曲轴位置和凸轮轴位置判断发动机是否失火。
3.根据权利要求2所述的增压汽油机超级爆震预控制方法，其特征在于：所述步骤2中，根据曲轴位置监测发动机转动时速率的偏差来确定失火，用凸轮轴位置识别失火的气缸。
4.根据权利要求1、2或3所述的增压汽油机超级爆震预控制方法，其特征在于：所述步骤3中在某缸断缸后的下一循环关闭断缸功能，恢复正常ECU控制。
5.一种基于权利要求1-4所述增压汽油机超级爆震预控制方法的控制系统，其特征在于：系统包括工况识别模块、失火识别模块和策略执行模块，所述工况识别模块执行步骤1，所述失火识别模块执行步骤2，所述策略执行模块执行步骤3。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：所述工况识别模块连接车辆ECU，获取车辆加速加档信号。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于：所述失火识别模块获取曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109187028A (zh) * 2018-09-25 2019-01-11 奇瑞汽车股份有限公司 发动机超级爆震安全余量设计的试验评估方法
CN111412072A (zh) * 2020-03-31 2020-07-14 东风汽车集团有限公司 降低增压直喷汽油机早燃频次的控制方法
CN112177782A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 重庆长安汽车股份有限公司 增压汽油机超级爆震异常燃烧的处理控制方法
CN112963253A (zh) * 2021-03-23 2021-06-15 潍柴动力股份有限公司 一种发动机点火缸的控制方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103334846A (zh) * 2013-07-23 2013-10-02 清华大学 一种超级爆震的判定及控制方法
WO2014064099A2 (de) * 2012-10-23 2014-05-01 Advanced Combustion Gesellschaft Zur Vergabe Von Aufträgen Zur Berechnung Technischer Verbrennungsprozesse Gmbh Berechnungs- und prognoseverfahren von klopf- und super-klopfvorgängen sowie steuerungseinrichtung für die steuerung von brennverfahren in brennkraftmaschinen, insbesondere in ottomotoren
CN104405510A (zh) * 2014-09-30 2015-03-11 长城汽车股份有限公司 发动机的控制方法、系统及车辆
CN105986915A (zh) * 2015-01-27 2016-10-05 江铃汽车股份有限公司 一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014064099A2 (de) * 2012-10-23 2014-05-01 Advanced Combustion Gesellschaft Zur Vergabe Von Aufträgen Zur Berechnung Technischer Verbrennungsprozesse Gmbh Berechnungs- und prognoseverfahren von klopf- und super-klopfvorgängen sowie steuerungseinrichtung für die steuerung von brennverfahren in brennkraftmaschinen, insbesondere in ottomotoren
CN103334846A (zh) * 2013-07-23 2013-10-02 清华大学 一种超级爆震的判定及控制方法
CN104405510A (zh) * 2014-09-30 2015-03-11 长城汽车股份有限公司 发动机的控制方法、系统及车辆
CN105986915A (zh) * 2015-01-27 2016-10-05 江铃汽车股份有限公司 一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109187028A (zh) * 2018-09-25 2019-01-11 奇瑞汽车股份有限公司 发动机超级爆震安全余量设计的试验评估方法
CN109187028B (zh) * 2018-09-25 2020-06-09 奇瑞汽车股份有限公司 发动机超级爆震安全余量设计的试验评估方法
CN111412072A (zh) * 2020-03-31 2020-07-14 东风汽车集团有限公司 降低增压直喷汽油机早燃频次的控制方法
CN111412072B (zh) * 2020-03-31 2021-09-10 东风汽车集团有限公司 降低增压直喷汽油机早燃频次的控制方法
CN112177782A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 重庆长安汽车股份有限公司 增压汽油机超级爆震异常燃烧的处理控制方法
CN112177782B (zh) * 2020-09-30 2021-10-12 重庆长安汽车股份有限公司 增压汽油机超级爆震异常燃烧的处理控制方法
CN112963253A (zh) * 2021-03-23 2021-06-15 潍柴动力股份有限公司 一种发动机点火缸的控制方法及装置

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