CN114233500A - 一种大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法及柴油机 - Google Patents

一种大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法及柴油机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法及柴油机，该大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法包括获取柴油机各气缸的排气温度和爆发压力；根据柴油机各气缸的爆发压力确定平均爆发压力，根据各气缸的爆发压力和平均爆发压力确定各气缸的爆发压力偏差，根据各气缸的爆发压力偏差确定各气缸的修正喷油提前角；根据柴油机各气缸的排气温度确定平均排气温度，根据各气缸的排气温度和平均排气温度确定各气缸的排温偏差，根据各气缸的排温偏差确定各气缸的修正喷油量。该大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法能根据各气缸的排气温度和爆发压力实时对各气缸的喷油量和喷油提前角进行控制，保证柴油机工作过程中，各气缸的工作均匀性。

Description

一种大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法及柴油机
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法及柴油机。
背景技术
对于多缸且大缸径的柴油机，由于零部件制造过程中无法像小机器一样很好地控制零部件的一致性，再加上喷油器的一致性、喷油器的控制误差和更换零部件导致的装配误差的影响，可能造成柴油机的各个气缸工作均匀性存在差异，导致在柴油机实际运行中各气缸做功可能存在较大的差异，造成各气缸负荷不同。目前为了保证柴油机的各气缸的工作均匀性，一些控制系统中增加了单缸修正功能，即在柴油机开发过程或者出厂试验时，参照柴油机的排气温度和爆发压力，人工修正各缸的喷油提前角和喷油持续期。然而，由于各缸工作不均匀的一个很大的原因是喷油器的一致性差，现有技术在柴油机出厂时虽然通过人工修正各缸喷油提前角和喷油持续期保证了各缸工作均匀性，但是后续如果喷油器出现了故障，客户更换新喷油器后，如果新喷油器和原喷油器喷油一致性差别很大，可能造成各缸工作均匀性更差，不能保证在柴油机工作时，随时保证柴油机各气缸的工作均匀性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法及柴油机，以解决现有技术不能保证在柴油机工作时，随时保证柴油机各气缸的工作均匀性的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，包括：
获取柴油机各气缸的排气温度和爆发压力；
根据柴油机各气缸的所述爆发压力确定平均爆发压力，根据各气缸的所述爆发压力和所述平均爆发压力确定各气缸的爆发压力偏差，根据各气缸的所述爆发压力偏差确定各气缸的修正喷油提前角；
根据柴油机各气缸的所述排气温度确定平均排气温度，根据各气缸的所述排气温度和所述平均排气温度确定各气缸的排温偏差，根据各气缸的所述排温偏差确定各气缸的修正喷油量。
作为上述大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法的一种优选方案，若某一气缸的所述爆发压力低于所述平均爆发压力，在该气缸的喷油提前角的基础上增加该气缸对应的所述修正喷油提前角；若某一气缸的所述爆发压力高于所述平均爆发压力，在该气缸的所述喷油提前角的基础上减少该气缸对应的所述修正喷油提前角。
作为上述大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法的一种优选方案，若有气缸的所述爆发压力偏差超过预设的最大爆发压力偏差，则对该气缸的喷油提前角不做修正；若有气缸的所述爆发压力偏差低于预设的最小爆发压力偏差，则对该气缸的喷油提前角不做修正。
作为上述大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法的一种优选方案，通过PID调整对气缸的喷油提前角进行修正的速率。
作为上述大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法的一种优选方案，若有气缸的所述修正喷油提前角超过设定的最大修正喷油提前角，则以所述最大修正喷油提前角进行修正。
作为上述大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法的一种优选方案，若某一气缸的所述排气温度低于所述平均排气温度，在该气缸的喷油量的基础上增加该气缸对应的所述修正喷油量；若某一气缸的所述排气温度高于所述平均排气温度，在该气缸的所述喷油量的基础上减少该气缸对应的所述修正喷油量。
作为上述大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法的一种优选方案，若有气缸的所述排温偏差超过预设的最大排温偏差，则对该气缸的喷油量不做修正；若有气缸的所述排温偏差低于预设的最小排温偏差，则对该气缸的喷油量不做修正。
作为上述大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法的一种优选方案，通过PID调整对气缸的喷油量进行修正的速率。
作为上述大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法的一种优选方案，若有气缸的所述修正喷油量超过设定的最大修正喷油量，则以所述最大修正喷油量进行修正。
一种柴油机，采用上述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，包括：
多个温度传感器，多个温度传感器分别用于检测柴油机的多个气缸的排气温度；
多个爆压传感器，多个爆压传感器分别用于检测柴油机的多个气缸的爆发压力。
本发明的有益效果：
本发明提供一种大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法及柴油机，该大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法能根据柴油机各气缸的排气温度和爆发压力实时对柴油机各气缸的喷油量和喷油提前角进行控制，保证柴油机工作过程中各气缸的工作均匀性。根据柴油机各气缸的爆发压力对柴油机各气缸的喷油提前角进行控制时，先根据柴油机所有的气缸的爆发压力计算得到平均爆发压力，再分别计算柴油机的每个气缸的爆发压力与平均爆发压力的差值得到每个气缸的爆发压力偏差，根据每个气缸的爆发压力偏差来确定每个气缸的修正喷油提前角，其中，当某一气缸的爆发压力低于平均爆发压力时，在该气缸的当前喷油提前角的基础上增加该气缸的修正喷油提前角，当某一气缸的爆发压力高于平均爆发压力时，在该气缸的当前喷油提前角的基础上减少该气缸的修正喷油提前角，以使所有气缸的爆发压力均接近平均爆发压力，从而保证柴油机工作过程中各气缸的工作均匀性。根据柴油机各气缸的排气温度对柴油机各气缸的喷油量进行控制时，先计算得到平均排气温度，再分别计算每个气缸的排温偏差，根据每个气缸的排温偏差来确定每个气缸的修正喷油量，当某一气缸的排气温度低于平均排气温度时，在该气缸的当前喷油量的基础上增加该气缸的修正喷油量，当某一气缸的排气温度高于平均排气温度时，在该气缸的当前喷油量的基础上减少该气缸的修正喷油量，以使所有气缸的排气温度均接近平均排气温度，从而保证柴油机工作过程中各气缸的工作均匀性。
附图说明
图1是本发明具体实施例提供的该大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法的流程图；
图2是本发明具体实施例提供的该大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本发明提供一种大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法及柴油机，该大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法能根据柴油机各气缸的排气温度和爆发压力实时对柴油机各气缸的喷油量和喷油提前角进行控制，保证柴油机工作过程中各气缸的工作均匀性。
柴油机的各气缸工作均匀性主要通过各气缸的排气温度和爆发压力体现，排气温度可以通过喷油持续期控制，喷油持续期是从喷油开始到喷油结束持续的时间，喷油持续期即代表喷油量，如果某一气缸的排气温度过低，可以通过增加喷油量来提高该气缸的排气温度，如果某一气缸的排气温度过高，可以通过降低喷油量来降低该气缸的排气温度；爆发压力可以通过喷油提前角控制，喷油提前角是喷油器开始喷油时相对于发火上止点提前的角度，如果某一气缸爆发压力较小，可以通过增加喷油提前角来提高该气缸的爆发压力，如果某一气缸爆发压力较大，可以通过减小喷油提前角来降低该气缸的爆发压力。改变某一气缸的喷油提前角对该气缸的排气温度影响较小，改变某一气缸的喷油量对该气缸的爆发压力影响较小。
如图1所示，该大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法包括获取柴油机各气缸的爆发压力，根据柴油机各气缸的爆发压力确定平均爆发压力，根据各气缸的爆发压力和平均爆发压力确定各气缸的爆发压力偏差，根据各气缸的爆发压力偏差确定各气缸的修正喷油提前角。该大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，先根据柴油机所有的气缸的爆发压力计算得到平均爆发压力，再分别计算柴油机的每个气缸的爆发压力与平均爆发压力的差值得到每个气缸的爆发压力偏差，根据每个气缸的爆发压力偏差来确定每个气缸的修正喷油提前角，其中，当某一气缸的爆发压力低于平均爆发压力时，在该气缸的喷油提前角的基础上增加该气缸的修正喷油提前角，当某一气缸的爆发压力高于平均爆发压力时，在该气缸的喷油提前角的基础上减少该气缸的修正喷油提前角，以使所有气缸的爆发压力均接近平均爆发压力，从而保证柴油机工作过程中各气缸的工作均匀性。
具体地，在根据柴油机各气缸的爆发压力确定平均爆发压力时，通过计算柴油机各气缸的爆发压力之和，再用各气缸的爆发压力之和除以柴油机气缸的数量得到平均爆发压力；在根据各气缸的爆发压力和平均爆发压力确定各气缸的爆发压力偏差时，通过分别计算柴油机的每个气缸的爆发压力与平均爆发压力之差以得到每个气缸的爆发压力偏差。
可选地，通过PID调整对气缸的喷油提前角进行修正的速率。喷油提前角变化的速率通过PID(闭环自动控制)功能调节，将获得的每个气缸的爆发压力的测量值均连续反馈至PID的控制入口，之后计算每个气缸的爆发压力偏差，通过PID的比例控制环节，控制当爆发压力偏差越大时该气缸的喷油提前角修正量越大，变化速率越快，以使该气缸的爆发压力能越快地趋近于平均爆发压力，通过PID的积分控制，防止爆发压力控制过程出现控制偏差；通过PID的微分控制，防止爆发压力控制过程出现爆压反复振荡。通过PID控制方法，能控制爆发压力既快速准确又稳定，避免出现爆压振荡，造成爆压波动过大，发动机工作粗暴的问题。可选地，若有气缸的爆发压力偏差超过预设的最大爆发压力偏差，则对该气缸的喷油提前角不做修正；若有气缸的爆发压力偏差低于预设的最小爆发压力偏差，则对该气缸的喷油提前角不做修正。若某一气缸因喷油器损坏等原因造成该气缸的爆发压力与其他气缸的爆发压力相差较大，该气缸的爆发压力对平均爆发压力影响较小，但若对该气缸进行修正则可能造成该气缸的爆发压力不稳定影响各缸工作均匀性。当有气缸的爆发压力偏差超过预设的最大爆发压力偏差或有气缸的爆发压力偏差低于预设的最小爆发压力偏差，则认为该气缸为非正常工作的气缸，不对该气缸进行修正。
可选地，若有气缸的修正喷油提前角超过设定的最大修正喷油提前角，则以最大修正喷油提前角进行修正。为了防止对喷油提前角的修正过大，会设定最大喷油提前角修正百分比，ECU根据当前工况计算得到的初始喷油提前角乘以最大喷油提前角修正百分比得到最大修正喷油提前角，对气缸喷油提前角的修正不能超过最大修正喷油提前角，若有气缸的修正喷油提前角超过最大修正喷油提前角，则以最大修正喷油提前角进行修正。
同时，如图2所示，该大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法还包括获取柴油机各气缸的排气温度，根据柴油机各气缸的排气温度确定平均排气温度，根据各气缸的排气温度和平均排气温度确定各气缸的排温偏差，根据各气缸的排温偏差确定各气缸的修正喷油量。该大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，先计算得到平均排气温度，再分别计算每个气缸的排温偏差，根据每个气缸的排温偏差来确定每个气缸的修正喷油量，当某一气缸的排气温度低于平均排气温度时，在该气缸的喷油量的基础上增加该气缸的修正喷油量，当某一气缸的排气温度高于平均排气温度时，在该气缸的喷油量的基础上减少该气缸的修正喷油量，以使所有气缸的排气温度均接近平均排气温度，从而保证柴油机工作过程中各气缸的工作均匀性。
具体地，通过计算柴油机所有的气缸的排气温度的总和，再用总和除以气缸的数量得到平均排气温度；通过分别计算各气缸的排气温度与平均排气温度之差值得到各气缸的排温偏差。
可选地，通过PID调整对气缸的喷油量进行修正的速率。喷油量变化的速率通过PID功能调节，通过PID的比例控制环节，控制当排气温度偏差越大时该气缸的喷油量的修正量越大，变化速率越快，以使该气缸的排气温度能越快地趋近于平均排气温度。
可选地，若有气缸的排温偏差超过预设的最大排温偏差，则对该气缸的喷油量不做修正；若有气缸的排温偏差低于预设的最小排温偏差，则对该气缸的喷油量不做修正。若有气缸的排温偏差超过预设的最大排温偏差或低于预设的最小排温偏差，则认为该气缸为非正常工作的气缸，不对该气缸进行修正。
可选地，若有气缸的修正喷油量超过设定的最大修正喷油量，则以最大修正喷油量进行修正。最大修正喷油量通过ECU根据当前工况计算得到的初始喷油量乘以设定的最大喷油量修正百分比得到，对气缸喷油量的修正不能超过最大修正喷油量，以防止对喷油量的修正过大。
本发明还提供一种柴油机，采用上述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，该柴油机包括多个温度传感器和多个爆压传感器，多个温度传感器分别用于检测柴油机的多个气缸的排气温度，多个爆压传感器分别用于检测柴油机的多个气缸的爆发压力。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，其特征在于，包括：
获取柴油机各气缸的排气温度和爆发压力；
根据柴油机各气缸的所述爆发压力确定平均爆发压力，根据各气缸的所述爆发压力和所述平均爆发压力确定各气缸的爆发压力偏差，根据各气缸的所述爆发压力偏差确定各气缸的修正喷油提前角；
根据柴油机各气缸的所述排气温度确定平均排气温度，根据各气缸的所述排气温度和所述平均排气温度确定各气缸的排温偏差，根据各气缸的所述排温偏差确定各气缸的修正喷油量。
2.根据权利要求1所述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，其特征在于，若某一气缸的所述爆发压力低于所述平均爆发压力，在该气缸的喷油提前角的基础上增加该气缸对应的所述修正喷油提前角；若某一气缸的所述爆发压力高于所述平均爆发压力，在该气缸的所述喷油提前角的基础上减少该气缸对应的所述修正喷油提前角。
3.根据权利要求1所述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，其特征在于，若有气缸的所述爆发压力偏差超过预设的最大爆发压力偏差，则对该气缸的喷油提前角不做修正；若有气缸的所述爆发压力偏差低于预设的最小爆发压力偏差，则对该气缸的喷油提前角不做修正。
4.根据权利要求1所述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，其特征在于，通过PID调整对气缸的喷油提前角进行修正的速率。
5.根据权利要求1所述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，其特征在于，若有气缸的所述修正喷油提前角超过设定的最大修正喷油提前角，则以所述最大修正喷油提前角进行修正。
6.根据权利要求1所述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，其特征在于，若某一气缸的所述排气温度低于所述平均排气温度，在该气缸的喷油量的基础上增加该气缸对应的所述修正喷油量；若某一气缸的所述排气温度高于所述平均排气温度，在该气缸的所述喷油量的基础上减少该气缸对应的所述修正喷油量。
7.根据权利要求1所述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，其特征在于，若有气缸的所述排温偏差超过预设的最大排温偏差，则对该气缸的喷油量不做修正；若有气缸的所述排温偏差低于预设的最小排温偏差，则对该气缸的喷油量不做修正。
8.根据权利要求1所述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，其特征在于，通过PID调整对气缸的喷油量进行修正的速率。
9.根据权利要求1所述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，其特征在于，若有气缸的所述修正喷油量超过设定的最大修正喷油量，则以所述最大修正喷油量进行修正。
10.一种柴油机，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的大缸径柴油机各缸工作均匀性的控制方法，包括：
多个温度传感器，多个温度传感器分别用于检测柴油机的多个气缸的排气温度；
多个爆压传感器，多个爆压传感器分别用于检测柴油机的多个气缸的爆发压力。
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