CN112145299A - 一种发动机防爆震干扰控制方法及存储介质 - Google Patents

一种发动机防爆震干扰控制方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种发动机防爆震干扰控制方法及存储介质。实时获取当前工况下发动机燃烧缸的爆震强度；判断所述爆震强度是否大于当前工况下的设定阈值；当所述爆震强度大于当前工况下的设定阈值时，对中心频率进行更新，更新后的所述中心频率为爆震强度大于所述设定阈值频次最小的中心频率；基于更新后的所述中心频率进行爆震控制。能将爆震控制中干扰信号对爆震判断的影响降到最低，有效防止爆震误判和漏判，避免由于机械噪声对爆震检测产生的干扰以及爆震传感器安装位置对各燃烧缸的测量误差。

Description

一种发动机防爆震干扰控制方法及存储介质
技术领域
本发明涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种发动机防爆震干扰控制方法及存储介质。
背景技术
发动机发生爆震是发动机不正常燃烧的一种情况，具体会带来发动机的扭矩下降，同时会严重的损害发动机的寿命，目前发动机电控系统中，是通过爆震传感器也就是发动机缸体上的振动传感器信号来判断发动机是否发生爆震，若发生爆震，ECU控制发动机点火角进行快速退角，通过减小点火角从而将发动机控制到不爆震的运行区间，保护发动机。
当发动机爆震窗口出现机械噪声，与爆震冲击波的频率重合时，发动机容易出现干扰现象，ECU会直接判断发动机出现爆震，点火角退角，降低发动机的负荷，继而影响汽车的动力性。因此，非爆震引起的窗口附近的振动信号对爆震而言属于噪音，应尽量将其排除在窗口外；窗口设置不能排除的噪音，通过选择合适的滤波器将其衰减。发动机开发过程中一致存在一个难题，即：发动机运转过程中运动件包括喷油器、曲柄连杆机构以及活塞往复运动，每一个相关部件设计、加工和装配都可能在爆震识别中带来干扰，适合标定样机的爆震标定策略，可能在装车样机中不适用。
现有技术采用提高爆震强度阈值法。其基本的逻辑为，当发动机出现爆震干扰时，ECU判断进入爆震干扰模式，爆震阈值将会乘以一个系数，提高发动机的阈值，爆震振动信号触发阈值概率降低，发动机不会出现频繁退角，爆震发动机的动力性。但该策略也会带来风险，即将发动机的真实爆震漏掉，从而给发动机带来振动伤害，同时，系数的标定存在不确定性。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种发动机防爆震干扰控制方法及存储介质，能够有效防止爆震干扰，降低出现爆震误判的可能性，同时不会出现漏掉真实爆震信号的现象。
本发明一种发动机防爆震干扰控制方法，其技术方案为：
实时获取当前工况下发动机燃烧缸的爆震强度；
判断所述爆震强度是否大于当前工况下的设定阈值；
当所述爆震强度大于当前工况下的设定阈值时，对中心频率进行更新，更新后的所述中心频率为爆震强度大于所述设定阈值频次最小的中心频率；
基于更新后的所述中心频率进行爆震控制。
较为优选的，所述实时获取的当前工况下发动机燃烧缸的爆震强度为当前工况下发动机燃烧缸在默认中心频率处的爆震强度。
较为优选的，所述默认中心频率通过发动机在不同的工况下预先标定获取。
较为优选的，所述默认中心频率的预先标定包括：
使发动机以设定的工况运行；
获取发动机在所述设定的工况下不同频率处的信噪比；
将信噪比最高的频率作为当前工况下默认的中心频率。
较为优选的，发动机包括多个燃烧缸，每个燃烧缸在爆震强度大于当前工况下的设定阈值时，均对中心频率进行更新，用于当前燃烧缸的爆震控制。
较为优选的，更新所述中心频率的方法为机器学习。
较为优选的，所述机器学习的过程包括：
获取当前工况下发动机燃烧缸在设定的不同中心频率下的爆震强度；
将当前工况下的设定阈值与不同中心频率下的爆震强度进行比较，得到各个中心频率下爆震强度大于设定阈值的频次；
将最小频次对应的中心频率作为新的中心频率进行更新。
较为优选的，所述设定的不同中心频率的获取包括：
在设定的工况下对中性样机的爆震信号进行采集，得到频率-爆震强度波形图；
对所述频率-爆震强度波形图进行分析，选取各个波峰处对应的频率作为各个设定的中心频率。
较为优选的，所述爆震强度的获取包括：
利用发动机燃烧缸体上的振动传感器采集振动信号；
计算振动信号积分值与背景噪声值的比值，得到爆震强度。
本发明的有益效果为：在爆震强度大于设定阈值时，将爆震强度大于设定阈值频次最小的中心频率作为重新后的中心频率，能将爆震控制中干扰信号对爆震判断的影响降到最低，有效防止爆震误判和漏判，避免由于机械噪声对爆震检测产生的干扰以及爆震传感器安装位置对各燃烧缸的测量误差。相对于更改爆震强度阈值的控制方法，中心频率的更改，只是寻找更好的爆震和机械噪声的识别度，不会漏掉真实爆震判断，发动机损坏风险降低。采用机器学习的方法从大量设定的中心频率中获取更合适的新的中心频率，能够保证辨识度处于最高值，进一步降低干扰信号对爆震控制的影响。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，一种发动机防爆震干扰控制方法的流程如下：
步骤1：实时获取当前工况下发动机各燃烧缸的爆震强度。包括利用发动机燃烧缸体上的振动传感器采集振动信号；ECU实时计算当前工况下各个燃烧缸的爆震强度，爆震强度＝爆震传感器信号积分值/背景噪声值(即信噪比)。实时获取的当前工况下发动机燃烧缸的爆震强度为当前工况下发动机燃烧缸在默认中心频率处的爆震强度。默认中心频率通过发动机在不同的工况下预先标定获取。
步骤2：判断各燃烧缸的爆震强度是否大于当前工况下的设定阈值。其中，若燃烧缸的爆震强度不大于当前工况下的设定阈值，则判断为未产生爆震，否则执行步骤3。其中，随着发动机工况的改变，采用的设定阈值也会发生变化，具体根据预先标定的MAP进行选取。
步骤3：对中心频率进行更新。该更新为在原有中心频率基础上的更新，原有的中心频率可能是当前工况下默认的中心频率，也可能是上一次更新后的中新频率。更新时，采用机器学习的方法获取当前工况下发动机燃烧缸在设定的不同中心频率下的爆震强度(每个中心频率下的爆震强度实际上是在中心频率±15KHZ带宽范围内监测到的一段持续的爆震强度信号)，将当前工况下的设定阈值与设定的不同中心频率下的爆震强度进行比较，得到各个中心频率下爆震强度大于设定阈值的频次(一段持续的爆震强度信号可能会出现多次大于设定阈值的情况，每出现一次，则频次加1，如此统计，则能得到频次，如5次)；将最小频次对应的中心频率作为学习到的新的中心频率。同时，也可以在较小的频次中任意选择一个频次，将其中心频率作为更新的中心频率。如频次为：3、4、8、10、11，可以选择3、或者4，只要在所有频次相对较小，均可采纳。该技术方案也属于本方案的保护范围。而对于不同中心频率的为预先设定，其过程包括：在设定的工况下对中性样机的爆震信号进行采集，得到频率-爆震强度波形图；对频率-爆震强度波形图进行分析，选取各个波峰处对应的频率(仅限于波形中出现爆震概率较大的范围段)作为各个设定的中心频率。本实施例中，选取的范围段为7kHz～20kHz，在该范围段内选取的中心频率为7kHz、10kHz、12kHz、14kHz、16kHz、18kHz、20kHz等。
步骤4：该工况下以爆震中心频率学习值的振动信号计算燃烧缸爆震强度，用于发动机爆震控制。
其中，发动机包括多个燃烧缸，每个燃烧缸在爆震强度大于当前工况下的设定阈值时，均重新获取中心频率，用于当前燃烧缸的爆震控制。
默认中心频率的预先标定包括：使发动机以设定的工况运行；获取发动机在所述设定的工况下不同频率处的信噪比；将信噪比最高的频率作为当前工况下默认的中心频率。
默认中心频率标定后，形成一个X轴为转速，Y轴为当前燃烧缸，Z轴为爆震的中心频率的三维MAP图。
不同发动机工况下的设定阈值也是预先标定，标定后，形成一个X轴为转速，Y轴为发动机负荷，Z轴为爆震强度阈值的三维MAP图。
实施例一
某1.5T发动机运行高转速全负荷工况如4500rpm@100％负荷，ECU通过爆震传感器积分信号实时换算当前的发动机工况的爆震强度，并与当前工况的爆震强度阈值进行对比，计算发动机第3缸爆震强度大于阈值，发动机ECU触发防止爆震干扰策略条件并进入防止爆震干扰控制策略；计算当前3缸爆震中心频率12kHz出现爆震频次，并以此进行爆震中心频率学习得到相应的爆震频次值；对比结果发现16kHz的爆震频次最低；16kHz作为最新的学习值选取为该工况合适的爆震中心频率，达到降低出现爆震误判的可能性。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机防爆震干扰控制方法，其特征在于：
实时获取当前工况下发动机燃烧缸的爆震强度；
判断所述爆震强度是否大于当前工况下的设定阈值；
当所述爆震强度大于当前工况下的设定阈值时，对中心频率进行更新，更新后的所述中心频率为爆震强度大于所述设定阈值频次最小的中心频率；
基于更新后的所述中心频率进行爆震控制。
2.根据权利要求1所述的发动机防爆震干扰控制方法，其特征在于：所述实时获取的当前工况下发动机燃烧缸的爆震强度为当前工况下发动机燃烧缸在默认中心频率处的爆震强度。
3.根据权利要求2所述的发动机防爆震干扰控制方法，其特征在于：所述默认中心频率通过发动机在不同的工况下预先标定获取。
4.根据权利要求3所述的发动机防爆震干扰控制方法，其特征在于：所述默认中心频率的预先标定包括：
使发动机以设定的工况运行；
获取发动机在所述设定的工况下不同频率处的信噪比；
将信噪比最高的频率作为当前工况下默认的中心频率。
5.根据权利要求1所述的发动机防爆震干扰控制方法，其特征在于：发动机包括多个燃烧缸，每个燃烧缸在爆震强度大于当前工况下的设定阈值时，均对中心频率进行更新，用于当前燃烧缸的爆震控制。
6.根据权利要求1所述的发动机防爆震干扰控制方法，其特征在于：更新所述中心频率的方法为机器学习。
7.根据权利要求4所述的发动机防爆震干扰控制方法，其特征在于：所述机器学习的过程包括：
获取当前工况下发动机燃烧缸在设定的不同中心频率下的爆震强度；
将当前工况下的设定阈值与不同中心频率下的爆震强度进行比较，得到各个中心频率下爆震强度大于设定阈值的频次；
将最小频次对应的中心频率作为新的中心频率进行更新。
8.根据权利要求7所述的发动机防爆震干扰控制方法，其特征在于：所述设定的不同中心频率的获取包括：
在设定的工况下对中性样机的爆震信号进行采集，得到频率-爆震强度波形图；
对所述频率-爆震强度波形图进行分析，选取各个波峰处对应的频率作为各个设定的中心频率。
9.根据权利要求1所述的发动机防爆震干扰控制方法，其特征在于：所述爆震强度的获取包括：
利用发动机燃烧缸体上的振动传感器采集振动信号；
计算振动信号积分值与背景噪声值的比值，得到爆震强度。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述方法的步骤。
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