CN112922724B - 一种爆震干扰的识别方法 - Google Patents
一种爆震干扰的识别方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112922724B CN112922724B CN202110281135.XA CN202110281135A CN112922724B CN 112922724 B CN112922724 B CN 112922724B CN 202110281135 A CN202110281135 A CN 202110281135A CN 112922724 B CN112922724 B CN 112922724B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder
- decibel
- signal
- knock
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/08—Safety, indicating, or supervising devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
本申请公开了一种爆震干扰的识别方法，涉及发动机技术领域，该方法包括：分别获取发动机处于有爆震和无爆震状态时的缸压、爆震传感器安装位置处的缸体振动信号及对应的转速信号；将缸压和缸体振动信号中对应发动机工作循环的爆震角度范围的信号转换为频域信号；基于预设频段，计算有爆震与无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值，并以第一分贝差值大于或等于第一差值阈值的频段作为爆震干扰的评价频段；基于评价频段，计算有爆震与无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值，当第二分贝差值均小于第二差值阈值时，判断存在爆震干扰。本申请，可在早期发现发动机的爆震干扰问题，以便于后期爆震强度阈值的标定。
Description
技术领域
本申请涉及发动机技术领域，具体涉及一种爆震干扰的识别方法。
背景技术
目前，利用缸体振动信号识别爆震是发动机常用的方式，而机体振动信号中包含大量噪声信号，如气门开闭、活塞敲缸、点火激励等，这些噪声信号会对爆震所激励的振动信号进行覆盖，进而影响爆震检测，出现爆震干扰现象。有爆震干扰时，信噪比较低，当爆震强度阈值设置较低时，爆震均可被识别到，但是，无爆震时则容易出现爆震误报，若出现爆震误报，则点火角会退角，容易导致发动机的转矩和功率下降，进而增加燃料消耗；当爆震强度阈值设置较高时，可保证无爆震时不会误报，但是，容易出现爆震漏报，若出现爆震漏报，则会造成发动机会长时间处于爆震状态，进而使燃烧恶化，损坏发动机。
相关技术中，专利CN105899792A提供了一种内燃机的爆震判定装置及爆震控制装置，其进行快速检测大的爆震以及爆震判定。具体地，使用爆震用时间窗及BPF(B1～B2)从爆震传感器信号提取爆震频率的波形信号，然后进行积分求出第一运算值(B3)，再使用参考用时间窗及BPF(B4～B5)从爆震传感器信号提取参考频率的波形信号，进行积分而求出第二运算值(B6)、第二运算值的多个平均值(B7)，还求出将第一运算值除以平均值而得到的S/N比(B8)，并将上述S/N乘以权重系数得到的乘积(B9)，再得到乘积的多个移动平均值(B10)，最后使用移动平均值作为爆震指标来进行爆震的判定。
但是，上述判定装置仍不能有效判断是否会出现爆震干扰，也无法在发动机开发爆震标定初期，快速选择出一个信噪比高的中心频率进行爆震标定。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷之一，本申请的目的在于提供一种爆震干扰的识别方法，以解决相关技术中无法有效判断是否存在爆震干扰的问题。
本申请提供一种爆震干扰的识别方法，其包括步骤：
分别获取发动机处于有爆震和无爆震状态时的缸压、爆震传感器安装位置处的缸体振动信号及对应的转速信号；
以转速信号对应的曲轴转角为参考，将上述缸压和缸体振动信号中对应发动机工作循环的爆震角度范围的信号转换为频域信号；
基于预设频段，计算有爆震与无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值，并以上述第一分贝差值大于或等于第一差值阈值的频段作为爆震干扰的评价频段；
基于上述评价频段，计算有爆震与无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值，当第二分贝差值均小于第二差值阈值时，判断存在爆震干扰。
一些实施例中，当存在上述第二分贝差值大于或等于第二差值阈值时，判断不存在爆震干扰，并获取第二分贝差值大于第二差值阈值的频段，作为待定频段；
从上述待定频段中选出第二分贝差值最大的频带，并从该频带中选出爆震中心频率，进行爆震标定。
一些实施例中，将上述缸压和缸体振动信号中对应发动机工作循环的爆震角度范围的信号转换为频域信号，具体包括：
将上述缸压和缸体振动信号的时域信号转换为角度域信号；
预设发动机工作循环中的爆震角度范围，并获取上述角度域信号中对应上述爆震角度范围的信号，作为待处理信号；
对上述待处理信号进行滤波后，转换为缸压和缸体振动信号的频域信号。
一些实施例中，将上述缸压和缸体振动信号的时域信号转换为角度域信号，具体包括：
根据上述转速信号，获取上止点对应的时域位置，作为坐标的起始点0°；
根据上述坐标的起始点，将上述缸压和缸体振动信号转换为角度域信号。
一些实施例中，上述发动机的各缸的爆震角度范围为各缸上止点后0-90°。
一些实施例中，对上述待处理信号进行滤波后，转换为缸压和缸体振动信号的频域信号，具体包括：
滤波后的待处理信号进行快速傅氏变换FFT，得到缸压和缸体振动信号的频域信号。
一些实施例中，上述基于预设频段，计算有爆震与无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值，具体包括：
根据上述发动机处于有爆震时的缸压和缸压参考值，计算该状态下的缸压的频域信号对应的分贝值，作为第一分贝值；
根据上述发动机处于无爆震时的缸压和缸压参考值，计算该状态下的缸压的频域信号对应的分贝值，作为第二分贝值；
以上述第一分贝值与第二分贝值的差值作为第一分贝差值。
一些实施例中，基于上述评价频段，计算有爆震与无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值，具体包括：
根据上述发动机处于有爆震时缸体振动的加速度和加速度参考值，计算该状态下缸体振动信号的频域信号对应的分贝值，作为第三分贝值；
根据上述发动机处于无爆震时缸体振动的加速度和加速度参考值，计算该状态下缸体振动信号的频域信号对应的分贝值，作为第四分贝值；
以上述第三分贝值与第四分贝值的差值作为第二分贝差值。
一些实施例中，上述预设频段为5k-20k。
一些实施例中，上述第一差值阈值和第二差值阈值相同。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请的爆震干扰的识别方法，由于可分别获取发动机处于有爆震和无爆震状态时的缸压、爆震传感器安装位置处的缸体振动信号及对应的转速信号，以转速信号对应的曲轴转角为参考，将上述缸压和缸体振动信号中对应发动机工作循环的爆震角度范围的信号转换为频域信号，然后基于预设频段，计算有爆震与无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值，并以上述第一分贝差值大于或等于第一差值阈值的频段作为爆震干扰的评价频段，即以第一分贝差值大于或等于第一差值阈值的频段作为可进行爆震干扰评价的频段，最后基于上述评价频段，计算有爆震与无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值，当第二分贝差值均小于第二差值阈值时，表明爆震干扰现象较强，判断存在爆震干扰；当存在第二分贝差值均大于第二差值阈值时，则表明爆震干扰现象较弱，可视为不存在爆震干扰。因此，可在早期发现发动机的爆震干扰问题，以便于尽快整改，进而便于后期爆震强度阈值的标定。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中爆震干扰的识别方法的流程图；
图2为本申请实施例的识别方法的步骤S2的流程图；
图3为本申请实施例的识别方法的步骤S3的流程图；
图4为本申请实施例的识别方法的步骤S4的流程图；
图5为本申请实施例中识别方法的第一种比较图；
图6为本申请实施例中识别方法的第二种比较图；
图7为本申请实施例中识别方法的第三种比较图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本申请实施例提供了一种爆震干扰的识别方法，其能解决相关技术中无法有效判断是否存在爆震干扰的问题。
如图1所示，本申请的爆震干扰的识别方法的实施例，包括以下步骤：
S1.分别获取发动机处于有爆震和无爆震状态时的缸压、爆震传感器安装位置处的缸体振动信号及对应的转速信号。
本实施例中，可采用噪声振动采集设备，分别采集发动机有爆震状态和无爆震状态时的各缸缸压、以及爆震传感器安装位置的振动信号及对应的高精度转速信号(发动机58齿或角标仪)，采样率需≥51.2kHz，爆震分析频率≥20kHz。
其中，由于曲轴齿轮原本按飞轮圆周平分的60个齿中，有两个齿合并成一个用于标注一缸上止点，以用于信号传递，因此，曲轴齿轮具有58个齿。
S2.以转速信号对应的曲轴转角为参考，将上述缸压和缸体振动信号中对应发动机工作循环的爆震角度范围的信号转换为频域信号。
S3.基于预设频段中，计算有爆震与无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值，并以上述第一分贝差值大于或等于第一差值阈值的频段作为爆震干扰的评价频段。
其中，第一分贝差值小于第一差值阈值的频段，则不作爆震干扰评价。
S4.基于上述评价频段中，计算有爆震与无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值，当第二分贝差值均小于第二差值阈值时，判断存在爆震干扰。
其中，由于发动机每个气缸的工作时间不同，对应同一个工作循环中的爆震角度范围不同，因此，可分别获取每个气缸对应爆震角度范围内的缸压和缸体振动信号，以分别对每个气缸单独判断是否存在爆震干扰。
本申请实施例的爆震干扰的识别方法，由于可获取发动机处于有爆震和无爆震状态时的缸压、爆震传感器安装位置处的缸体振动信号及对应的转速信号，以转速信号对应的曲轴转角为参考，将上述缸压和缸体振动信号中对应发动机工作循环的爆震角度范围的信号转换为频域信号，然后基于预设频段中，计算有爆震与无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值，并以上述第一分贝差值大于或等于第一差值阈值的频段作为爆震干扰的评价频段，即以第一分贝差值或等于大于第一差值阈值的频段作为可进行爆震干扰评价的频段，最后基于上述评价频段中，计算有爆震与无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值，当第二分贝差值均小于第二差值阈值时，表明爆震干扰现象较强，判断存在爆震干扰；当存在第二分贝差值大于或等于第二差值阈值时，则表明爆震干扰现象较弱，可视为不存在爆震干扰。因此，可在早期发现发动机的爆震干扰问题，以便于尽快整改，进而便于后期爆震强度阈值的标定。
进一步地，当存在第二分贝差值大于或等于第二差值阈值时，视为爆震干扰现象较弱，判断不存在爆震干扰。然后，获取上述评价频段中，第二分贝差值大于第二差值阈值的频段，作为待定频段。
在上一个实施例中的基础上，本实施例中，从上述待定频段中选出第二分贝差值最大的频带，并从该频带中选出爆震中心频率，以进行爆震标定。本实施例中，需分别对每个气缸找到其对应的爆震中心频率，以进行爆震标定。若有任一气缸存在爆震干扰，均需通过调整爆震传感器位置或调整发动机相关零部件结构等方式，来重新获取数据，并进行爆震干扰的识别。
其中，若上述待定频段的数量有且仅有一个，则可从该待定频段中选出爆震中心频率进行爆震标定。
若上述待定频段的数量多于一个时，则可选择第二分贝差值最大的一个频带，并可从该频带中选出爆震中心频率，以进行后续的发动机爆震标定。
如图2所示，在第二个实施例中的基础上，本实施例中，上述步骤S2中，将上述缸压和缸体振动信号中对应发动机工作循环的爆震角度范围的信号转换为缸压和缸体振动信号的频域信号，具体包括以下步骤：
步骤S21.将上述缸压和缸体振动信号的时域信号转换为角度域信号。
其中，缸压和缸体振动信号的角度域信号可根据每个工作循环对应于发动机各缸。
步骤S22.预设发动机工作循环中的爆震角度范围，并获取上述角度域信号中对应上述爆震角度范围的信号，作为待处理信号。
即仅需获取每个工作循环中，对应爆震角度范围的缸压和缸体振动信号的角度域信号进行后续处理。
步骤S23.对上述待处理信号进行滤波后，转换为缸压和缸体振动信号的频域信号。
进一步地，将上述缸压和缸体振动信号的时域信号转换为角度域信号，具体包括：
首先，根据上述转速信号，获取上止点对应的时域位置，作为坐标的起始点0°。
然后，根据上述坐标的起始点，将上述缸压和缸体振动信号的时域信号转换为缸压和缸体振动信号的角度域信号。随后，即可将对应爆震角度范围的缸压和缸体振动信号的角度域信号进行滤波，并转换为缸压和缸体振动信号的频域信号。
本实施例中，上述发动机的各缸的爆震角度范围为各缸上止点后0-90°。
具体地，以一台四缸四冲程发动机为例，该发动机包括缸1、缸2、缸3和缸4，一个工作循环为2转，即一个工作循环的角度为720°。
根据发动机的缸1的缸压，以及发动机的常用58齿信号或者角标仪的参考脉冲信号，可找到缸1的上止点对应的时域位置，作为坐标起始点0°。相应地，可分别根据发动机的缸2的缸压、缸3的缸压和缸4的缸压，以及发动机的常用58齿信号或者角标仪的参考脉冲信号，找到缸2的上止点对应的时域位置，缸3的上止点对应的时域位置和缸4的上止点对应的时域位置。其中，缸2的上止点对应的时域位置，作为缸2的坐标起始点0°；缸3的上止点对应的时域位置，作为缸3的坐标起始点0°；缸4的上止点对应的时域位置，作为缸4的坐标起始点0°。
然后，根据高精度的转速信号，以及时间与角度的对应关系，可将发动机每转2圈的时域信号对应到角度域720°上，将时域信号转换成角度域信号，即随时间变化的数据转换为随循环角度变化的数据。
随后即可对应上述爆震角度范围，对应每缸进行滤波。以四缸四冲程发动机的工作顺序1-3-4-2为例，即四个气缸的工作顺序为缸1-缸3-缸4-缸2，即缸1上止点后0-90°为该工作循环中的0-90°，缸2上止点后0-90°为该工作循环中的540-630°，缸3上止点后0-90°为工作循环中的180-270°，缸4上止点后0-90°为工作循环中的360-450°。
因此，缸1对应的数据信号为只取每个工作循环中0-90°的缸压和缸体振动信号进行滤波分析，缸2对应的数据信号为只取每个工作循环中540-630°的缸压和缸体振动信号进行滤波分析，缸3对应的数据为只取每个工作循环中180-270°的缸压和缸体振动信号进行滤波分析，缸4对应的数据为只取每个工作循环中360-450°的缸压和缸体振动信号进行滤波分析。
在其他实施例中，上述发动机的各缸的爆震角度范围还可根据不同发动机的实际情况进行调整，即选取0-90°之间的部分角度范围作为爆震角度范围。
可选地，当发动机的爆震干扰信号出现的角度在60-90°、且该范围没有发动机爆震信号时，上述发动机的各缸的爆震角度范围可选为各缸上止点后0-60°；当发动机的爆震干扰信号出现的角度在0-30°、且该范围没有发动机爆震信号时，上述发动机的各缸的爆震角度范围可选为各缸上止点后30-90°。
若选取的爆震角度范围对应的缸压，无法进行爆震识别，即缸压在该角度范围内可能无爆震识别度，不存在评价频段，则需要重新选择爆震角度范围，以重新获取数据，进行爆震干扰的识别。
在上述实施例中的基础上，本实施例中，对上述待处理信号进行滤波后，转换为缸压和缸体振动信号的频域信号，具体包括：
将滤波后的待处理信号进行快速傅氏变换FFT(Fast Fourier Transformation)，分析得到缸压和缸体振动信号的频域信号。其中，FFT为快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。FFT对傅氏变换的理论并没有新的发现，但是对于在计算机系统或者说数字系统中应用离散傅立叶变换，可算是进了一大步。该转换过程为本领域公知常识，在此不再详细描述。
本实施例中，经过快速傅氏变换得到的缸压和缸体振动信号的频域信号，包括有爆震状态时各缸的缸压和缸体振动信号的频域信号、以及无爆震状态时各缸的缸压和缸体振动信号的频域信号。
如图3所示，在上述实施例中的基础上，本实施例中，上述步骤S3的基于预设频段，计算有爆震与无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值，具体包括以下步骤：
步骤S31.根据上述发动机处于有爆震时的缸压和缸压参考值，计算该状态下的缸压的频域信号对应的分贝值，作为第一分贝值。
步骤S32.根据上述发动机处于无爆震时的缸压和缸压参考值，计算该状态下的缸压的频域信号对应的分贝值，作为第二分贝值。
步骤S33.计算上述发动机处于有爆震时的第一分贝值与发动机处于无爆震时的第二分贝值的差值，并将该差值作为第一分贝差值。
本实施例中，上述步骤S3还包括以下步骤：
步骤S34.判断是否存在第一分贝差值大于或等于第二差值阈值的频段，若是，则转向S35，否则，转向S36。
步骤S35.以上述第一分贝差值大于或等于第一差值阈值的频段作为爆震干扰的评价频段。另外，对于第一分贝差值小于第一差值阈值的频段，则可不作爆震干扰评价。
步骤S36.不作爆震干扰评价。
本实施例中，无论发动机处于爆震状态还是无爆震状态，缸压的频域信号对应的分贝值LP的计算公式如下：
其中，P为缸压，Pref为采用噪声声压级的缸压参考值；本实施例中，缸压参考值Pref＝2×10-5Pa。
如图4所示，在上述实施例中的基础上，本实施例中，上述步骤S4的基于上述评价频段，计算有爆震与无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值，具体包括以下步骤：
步骤S41.根据上述发动机处于有爆震时缸体振动的加速度和加速度参考值，计算该状态下的缸体振动信号的频域信号对应的分贝值，作为第三分贝值；
步骤S42.根据上述发动机处于无爆震时缸体振动的加速度和加速度参考值，计算该状态下的缸体振动信号的频域信号对应的分贝值，作为第四分贝值；
步骤S43.计算上述发动机处于有爆震时的第三分贝值与发动机处于无爆震时的第四分贝值的差值，并将该差值作为第二分贝差值。
本实施例中，上述步骤S4还包括以下步骤：
步骤S44.判断是否存在第二分贝差值大于或等于第二差值阈值的频段，若是，则转向S45，否则，转向S47。
步骤S45.判断不存在爆震干扰，并获取第二分贝差值大于第二差值阈值的频段，作为待定频段；
步骤S46.从待定频段中选出第二分贝差值最大的频带，并从该频带中选出爆震中心频率，进行后续爆震标定。
步骤S47.判断存在爆震干扰。
本实施例中，无论发动机处于爆震状态还是无爆震状态，缸体振动信号的频域信号对应的分贝值La的计算公式如下：
其中，a为缸体振动的加速度，aref为采用噪声声压级的加速度参考值；本实施例中，加速度参考值aref为一个重力加速度，即9.8m/s2。
本实施例中，由于该爆震干扰主要是指从频域上进行识别，且爆震频率主要为高频，因此，评价的频率范围选择5k-20k，即上述预设频段为5k-20k。
可选地，上述第一差值阈值和第二差值阈值相同。本实施例中，第一差值阈值和第二差值阈值均为1.5dB。
其中，当有爆震与无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值为1.5时，该第一分贝差值对应的平均缸压能量比为1.4左右；当有爆震与无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值为1.5时，该第二分贝差值对应的平均振动能量比为1.4左右。
在其他实施例中，上述第一差值阈值和第二差值阈值还可取不同的分贝差值。
本实施例中，需要先根据有、无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值，进行是否存在评价频段的初步判断，然后，根据有、无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值进行进一步判断。
图5为本申请实施例中，缸1的缸压对应的第一分贝差值、以及缸体振动信号对应的第二分贝差值的比较图，其中，实线曲线表示缸压对应的第一分贝差值曲线，虚线曲线表示缸体振动信号对应的第二分贝差值曲线。
如图5所示，在5k-20k的频段中，缸压的频域信号对应的第一分贝差值大于或等于1.5dB的频段为15k-20k，即在15k-20k的频段可进行爆震干扰判断评价，而在5k-15k的频段，由于其第一分贝差值均小于1.5dB，因此，不进行爆震干扰判断评价。
但是，由于在5k-20k的频段中，缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值均小于1.5dB，信噪比较低，爆震干扰现象较强，因此，判断存在爆震干扰，需考虑重新选择爆震角度范围，或者调整设计，即通过调整爆震传感器位置或调整发动机相关零部件结构等方式，来重新获取数据，进行爆震干扰的识别。
图6为本申请实施例中，缸2的缸压对应的第一分贝差值、以及缸体振动信号对应的第二分贝差值的比较图，其中，实线曲线表示缸压对应的第一分贝差值曲线，虚线曲线表示缸体振动信号对应的第二分贝差值曲线，点状虚线直线表示1.5dB的参考线。
如图6所示，在5k-20k的频段中，缸压的频域信号对应的第一分贝差值均大于或等于1.5dB，有一定的信噪比，因此，在5k-20k的频段均可进行爆震干扰判断评价。
但是，由于在5k-20k的频段中，缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值均小于1.5dB，信噪比较低，爆震干扰现象较强，因此，判断存在爆震干扰，需考虑重新选择爆震角度范围，或者调整设计，即通过调整爆震传感器位置或调整发动机相关零部件结构等方式，来重新获取数据，进行爆震干扰的识别，否则后续的爆震阈值会很难标定，容易出现爆震误报或漏报。
在上述实施例的基础上，调整发动机相关零部件结构后，缸1的缸压对应的第一分贝差值、以及缸体振动信号对应的第二分贝差值的比较图如图7所示，其中，实线曲线表示缸压对应的第一分贝差值曲线，虚线曲线表示缸体振动信号对应的第二分贝差值曲线，点状虚线直线表示1.5dB的参考线。
如图7所示，在5k-20k的频段中，缸压的频域信号对应的第一分贝差值均大于或等于1.5dB，因此，在5k-20k的频段均可进行爆震干扰判断评价。而缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值大于或等于1.5dB的频段有6k-8.5kHz和11k-20kHz，即存在待定频段，爆震干扰现象较弱。
由于11k-20kHz中，频带16k-17k对应的第二分贝差值均在3dB以上，该处的平均振动能量比在2以上，信噪比较高，因此，爆震标定时，可优先选择16k-17k之间的频率作为爆震中心频率，进行后续的爆震标定工作。
本实施例中，缸2、缸3和缸4的比较图也均可获得对应的爆震中心频率，表明目前发动机设计可进行后续的爆震标定工作，比较过程此处不再赘述。
本申请实施例的爆震干扰的识别方法，通过获取发动机处于有爆震和无爆震状态时的缸压、爆震传感器安装位置处的缸体振动信号及对应的转速信号后，以转速信号对应的曲轴转角为参考，将缸压和缸体振动信号中对应爆震角度范围的信号转换为频域信号，然后分别计算有爆震和无爆震状态时缸压的频域信号对应的分贝值，并以二者的差值作为第一分贝差值，且以上述第一分贝差值大于或等于第一差值阈值的频段作为爆震干扰的评价频段，最后分别计算上述评价频段中，有爆震和无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的分贝值，并以二者的差值作为第二分贝差值，当第二分贝差值均小于第二差值阈值时，表明爆震干扰现象较强，判断存在爆震干扰；当存在第二分贝差值大于或等于第二差值阈值时，则表明爆震干扰现象较弱，可视为不存在爆震干扰。因此，利用缸压和缸体振动信号来进行爆震干扰判定，不仅可在早期发现发动机的爆震干扰问题，以便于尽快整改，还可在发动机开发爆震标定初期，快速地选择出一个信噪比高的中心频率进行标定，以节省后期发动机的爆震标定的时间。
本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种爆震干扰的识别方法，其特征在于，其包括步骤：
分别获取发动机处于有爆震和无爆震状态时的缸压、爆震传感器安装位置处的缸体振动信号及对应的转速信号；
以转速信号对应的曲轴转角为参考，将所述缸压和缸体振动信号中对应发动机工作循环的爆震角度范围的信号转换为频域信号；
基于预设频段，计算有爆震与无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值，并以所述第一分贝差值大于或等于第一差值阈值的频段作为爆震干扰的评价频段；
基于所述评价频段，计算有爆震与无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值，当第二分贝差值均小于第二差值阈值时，判断存在爆震干扰；
当存在所述第二分贝差值大于或等于第二差值阈值时，判断不存在爆震干扰，并获取第二分贝差值大于第二差值阈值的频段，作为待定频段；
从所述待定频段中选出第二分贝差值最大的频带，并从该频带中选出爆震中心频率，进行爆震标定。
2.如权利要求1所述的爆震干扰的识别方法，其特征在于，将所述缸压和缸体振动信号中对应发动机工作循环的爆震角度范围的信号转换为频域信号，具体包括：
将所述缸压和缸体振动信号的时域信号转换为角度域信号；
预设发动机工作循环中的爆震角度范围，并获取所述角度域信号中对应所述爆震角度范围的信号，作为待处理信号；
对所述待处理信号进行滤波后，转换为缸压和缸体振动信号的频域信号。
3.如权利要求2所述的爆震干扰的识别方法，其特征在于，将所述缸压和缸体振动信号的时域信号转换为角度域信号，具体包括：
根据所述转速信号，获取上止点对应的时域位置，作为坐标的起始点0°；
根据所述坐标的起始点，将所述缸压和缸体振动信号转换为角度域信号。
4.如权利要求3所述的爆震干扰的识别方法，其特征在于：所述发动机的各缸的爆震角度范围为各缸上止点后0-90°。
5.如权利要求2所述的爆震干扰的识别方法，其特征在于，对所述待处理信号进行滤波后，转换为缸压和缸体振动信号的频域信号，具体包括：
滤波后的待处理信号进行快速傅氏变换FFT，得到缸压和缸体振动信号的频域信号。
6.如权利要求1所述的爆震干扰的识别方法，其特征在于，所述基于预设频段，计算有爆震与无爆震状态时缸压的频域信号对应的第一分贝差值，具体包括：
根据所述发动机处于有爆震时的缸压和缸压参考值，计算该状态下的缸压的频域信号对应的分贝值，作为第一分贝值；
根据所述发动机处于无爆震时的缸压和缸压参考值，计算该状态下的缸压的频域信号对应的分贝值，作为第二分贝值；
以所述第一分贝值与第二分贝值的差值作为第一分贝差值。
7.如权利要求1所述的爆震干扰的识别方法，其特征在于，基于所述评价频段，计算有爆震与无爆震状态时缸体振动信号的频域信号对应的第二分贝差值，具体包括：
根据所述发动机处于有爆震时缸体振动的加速度和加速度参考值，计算该状态下缸体振动信号的频域信号对应的分贝值，作为第三分贝值；
根据所述发动机处于无爆震时缸体振动的加速度和加速度参考值，计算该状态下缸体振动信号的频域信号对应的分贝值，作为第四分贝值；
以所述第三分贝值与第四分贝值的差值作为第二分贝差值。
8.如权利要求1所述的爆震干扰的识别方法，其特征在于：所述预设频段为5k-20k赫兹。
9.如权利要求1所述的爆震干扰的识别方法，其特征在于：所述第一差值阈值和第二差值阈值相同。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110281135.XA CN112922724B (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种爆震干扰的识别方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110281135.XA CN112922724B (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种爆震干扰的识别方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112922724A CN112922724A (zh) | 2021-06-08 |
| CN112922724B true CN112922724B (zh) | 2022-04-15 |
Family
ID=76175499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110281135.XA Active CN112922724B (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种爆震干扰的识别方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112922724B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114781425B (zh) * | 2022-02-25 | 2024-09-06 | 联合汽车电子有限公司 | Pcsp点火策略爆震检测方法及装置 |
| CN115045789B (zh) * | 2022-05-12 | 2024-02-09 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种发动机爆震标定方法和装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7448254B2 (en) * | 2006-02-14 | 2008-11-11 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Method and apparatus for measuring knocking in internal combustion engines |
| CN101776032B (zh) * | 2009-01-09 | 2015-03-25 | 比亚迪股份有限公司 | 发动机爆震控制装置及发动机爆震控制方法 |
| JP6288699B2 (ja) * | 2014-01-10 | 2018-03-07 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関のノッキング判定装置及びノッキング制御装置 |
| JP6762186B2 (ja) * | 2016-09-30 | 2020-09-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関制御装置 |
| CN111120095B (zh) * | 2019-12-25 | 2020-12-22 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种天然气发动机爆震识别的方法及系统 |
-
2021
- 2021-03-16 CN CN202110281135.XA patent/CN112922724B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112922724A (zh) | 2021-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7347081B2 (en) | Knock detecting apparatus and method for internal combustion engine | |
| US7254475B1 (en) | Detection systems and methods | |
| CN112922724B (zh) | 一种爆震干扰的识别方法 | |
| US5487008A (en) | Method and system for detecting the misfire of a reciprocating internal combustion engine in frequency domain | |
| US20070028893A1 (en) | DSP-based engine knock detection including knock sensor and circuit diagnostics | |
| KR20100039390A (ko) | 노크 판정 장치 | |
| JP3445783B2 (ja) | 内燃機関のシリンダ内の圧力を表す関連変数を決定する方法 | |
| US6845312B1 (en) | Method for detecting engine knock | |
| CN110475958B (zh) | 用于管理受控点火内燃发动机中的爆震的方法 | |
| US6880381B2 (en) | Knock detection device | |
| JP2014029121A (ja) | ノッキング検出装置および方法 | |
| JP2011179322A (ja) | ノック制御の適合方法、適合装置、および、ノック制御装置 | |
| US20180087994A1 (en) | Method and device for knock recognition of an internal combustion engine | |
| JP2005083314A (ja) | 内燃機関のノッキング検出装置 | |
| JP2011179323A (ja) | ノックセンサ取付位置の適合方法、適合装置、制御装置、及びシリンダブロック | |
| JP4316914B2 (ja) | 失火検出装置 | |
| JPH04152239A (ja) | エンジンのノッキング検出方法 | |
| JP2013204496A (ja) | ノック検出方法および装置 | |
| JP2018091214A (ja) | 内燃機関のノッキング検出システム | |
| JP3319850B2 (ja) | 内燃機関のノッキング判定方法および装置 | |
| JPH06200859A (ja) | ノッキング制御方法および装置 | |
| JP4487453B2 (ja) | 内燃機関用ノッキング検出装置 | |
| JPH01318744A (ja) | 内燃機関のノッキング検出装置 | |
| KR20220112071A (ko) | 노킹센서를 이용한 엔진의 베어링 손상 감지 시스템 및 방법 | |
| JP2005098192A (ja) | エンジンのノック制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |