CN116044567A - 一种发动机爆震检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机爆震检测方法。发动机爆震检测方法包括以下步骤：基于发动机振动信号，获得发动机爆震强度和初始爆震阈值；基于VVT动态标志是否置位、转速动态标志是否置位、负荷动态标志是否置位和所述初始爆震阈值，获得目标爆震阈值；对比所述爆震强度和所述目标爆震阈值，当爆震强度大于目标爆震阈值时，则判定发动机发生爆震。本发明的方法能有效减小由于VVT阀快速运动产生的噪声引起的发动机爆震误判的问题。

Description

一种发动机爆震检测方法

技术领域

本发明涉及汽车发动机控制技术领域，具体涉及一种发动机爆震检测方法。

背景技术

汽油发动机通常通过爆震传感器获得发动机振动信号，由发动机电子控制单元进行信号处理，通过点火顺序判定是哪个气缸出现了爆震燃烧。当判断出现爆震后，发动机会通过推迟点火等方法避免连续爆震燃烧发生，从而避免发动机损坏。

CN102155322 A中公开了一种发动机爆震检测方法，通过爆震传感器得到的振动信号经ECU内部处理后得到爆震强度，再通过一定的方法得到爆震阈值，若爆震强度大于爆震阈值时，判断发生爆震。但随着科技发展，缸内直喷、可变气门正时（VVT）等技术普遍在汽油发动机上应用，新的机械结构在运动过程中产生的振动频率可能与爆震发生的频率接近，因此可能出现爆震误判。

现有技术中，在计算爆震阈值时会考虑发动机负荷或转速，因为当发动机负荷或转速发生快速变化时背景噪声会变大，当负荷变化率超过对应阈值就会激活负荷动态标志，当转速变化率超过对应阈值就会激活转速动态标志。因此，在负荷动态标志置位后，爆震阈值在计算时会乘上负荷动态修正系数；在转速动态标志置位后，爆震阈值在计算时会乘上转速动态修正系数，从而通过加大爆震阈值，来防止爆震误判。

研究发现，进气VVT阀或排气VVT阀的快速运动也会导致背景噪声加大，而如果此时转速或负荷没有发生快速变化时就不会激活转速动态或负荷动态功能，这种情况下VVT阀的运动噪声就易被识别为爆震，引起爆震误判。发生爆震后，电子控制单元会根据爆震强度采取推迟点火角，限制负荷等措施，从而引起发动机动力性、油耗、排放等性能恶化。且研究还发现，在VVT阀的快速运动噪声干扰下的爆震强度达不到早燃判断阈值，故VVT阀的快速运动噪声只易导致爆震误判，但不会导致早燃误判。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机爆震检测方法，以减小由于VVT阀快速运动产生的噪声引起的发动机爆震误判。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种发动机爆震检测方法，包括以下步骤：

基于发动机振动信号，获得发动机爆震强度和初始爆震阈值；

基于VVT动态标志是否置位、转速动态标志是否置位、负荷动态标志是否置位和所述初始爆震阈值，获得目标爆震阈值；

对比所述爆震强度和所述目标爆震阈值，当爆震强度大于目标爆震阈值时，则判定发动机发生爆震。

根据上述技术手段，由于VVT阀快速运动引起的噪声频率与发动机爆震的频率接近，使得发动机爆震信号受到干扰后会异常变大，因此，在确定发动机爆震阈值时，结合VVT动态标志是否置位进行综合判定，有效降低发动机爆震误判的概率，从而保证了发动机动力性、油耗、排放等性能。

优选的，基于VVT动态标志是否置位、转速动态标志是否置位、负荷动态标志是否置位和所述初始爆震阈值，获得目标爆震阈值，包括：

判断VVT动态标志是否置位、转速动态标志是否置位和负荷动态标志是否置位，当VVT动态标志置位时，不考虑转速动态标志和负荷动态标志状态，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值乘以VVT动态修正系数。

优选的，还包括：当VVT动态标志复位，转速动态标志置位时，不考虑负荷动态标志状态，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值乘以转速动态修正系数。

优选的，还包括：当VVT动态标志和转速动态标志复位，负荷动态标志置位时，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值乘以负荷动态修正系数。

优选的，还包括：当VVT动态标志、转速动态标志和负荷动态标志均复位时，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值。

优选的，所述VVT动态标志是否置位包括进气VVT动态标志是否置位和排气VVT动态标志是否置位，当进气VVT动态标志置位或排气VVT动态标志置位或同时置位时，则判定为VVT动态标志置位。

优选的，判断所述进气VVT动态标志是否置位的步骤包括：

对进气VVT实际角度值进行低通滤波，获得滤波后的进气VVT角度值；

以当前滤波后的进气VVT角度值和第一预设时间前的滤波后的进气VVT角度值的差值为进气VVT的角度变化差值；

当进气VVT的角度变化差值的绝对值大于进气VVT角度变化预设阈值时，则进气VVT动态标志置位。

优选的，判断所述排气VVT动态标志是否置位的步骤包括：

对排气VVT实际角度值进行低通滤波，获得滤波后的排气VVT角度值；

以当前滤波后的排气VVT角度值和第二预设时间前的滤波后的排气VVT角度值的差值为排气VVT的角度变化差值；

当排气VVT的角度变化差值的绝对值大于排气VVT角度变化预设阈值时，则排气VVT动态标志置位。

本发明的有益效果：

本发明的发动机爆震检测方法，通过在确认爆震阈值时，充分结合VVT动态标志是否置位、转速动态标志是否置位、负荷动态标志是否置位和初始爆震阈值，有效避免了在爆震强度信号因VVT阀快速变化而异常变大时，导致爆震误判的问题，从而有效避免了随之产生的发动机动力性、油耗和排放等性能恶化的问题，在发动机控制技术领域，具有推广应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例1中目标爆震阈值计算的流程图；

图2为本发明实施例1中判断VVT动态标志是否置位的流程图；

图3为本发明实施例1中发动机爆震判断的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例

一种发动机爆震检测方法，包括以下步骤：

S1、基于发动机振动信号，获得发动机爆震强度和初始爆震阈值，具体包括：

S11、根据发动机爆震传感器获取发动机振动信号；

S12、通过发动机电子控制单元（ECU）将发动机振动信号进行处理，获得发动机爆震强度和初始爆震阈值；

S2、基于VVT动态标志是否置位、转速动态标志是否置位、负荷动态标志是否置位和初始爆震阈值，获得目标爆震阈值，如图1所示，具体包括：

判断VVT动态标志是否置位、转速动态标志是否置位和负荷动态标志是否置位；

当VVT动态标志置位时，不考虑转速动态标志和负荷动态标志状态，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值乘以VVT动态修正系数；

当VVT动态标志复位，转速动态标志置位时，不考虑负荷动态标志状态，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值乘以转速动态修正系数；

当VVT动态标志和转速动态标志复位，负荷动态标志置位时，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值乘以负荷动态修正系数；

当VVT动态标志、转速动态标志和负荷动态标志均复位时，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值；

其中，VVT动态修正系数、转速动态修正系数以及负荷动态修正系数均通过发动机爆震实际情况，进行试验标定获得，通常情况下，VVT动态修正系数、转速动态修正系数以及负荷动态修正系数均大于1；

如图2所示，VVT动态标志是否置位包括进气VVT动态标志是否置位和排气VVT动态标志是否置位，当进气VVT动态标志置位或排气VVT动态标志置位或同时置位时，则判定为VVT动态标志置位；

判断进气VVT动态标志是否置位的步骤包括：

对进气VVT实际角度值进行低通滤波，获得滤波后的进气VVT角度值；其中，进行低通滤波的进气滤波时间为T1，T1的值越大，得到的滤波后的进气VVT角度值越平缓，进气滤波时间T1为常数，T1根据实际情况进行试验标定获得；

以当前滤波后的进气VVT角度值和第一预设时间前的滤波后的进气VVT角度值的差值的绝对值为进气VVT的角度变化差值；其中，滤波初始进气VVT角度值为进气VVT初始位置的角度值；第一预设时间通常为10ms或20ms；系统计算间隔时间通常为10ms，图2中Z^-N表示输出值延迟N个系统间隔时间后再输出，N可根据实际情况进行试验标定获得；

当进气VVT的角度变化差值大于进气VVT角度变化预设阈值A时，则进气VVT动态标志置位；其中，进气VVT角度变化预设阈值A与发动机转速相关，可根据实际情况进行试验标定获得；

判断排气VVT动态标志是否置位的步骤包括：

对排气VVT实际角度值进行低通滤波，获得滤波后的排气VVT角度值；其中，进行低通滤波的排气滤波时间为T2，T2的值越大，得到的滤波后的排气VVT角度值越平缓，排气滤波时间T2为常数，T2根据实际情况进行试验标定获得；

以当前滤波后的排气VVT角度值和第二预设时间前的滤波后的排气VVT角度值的差值的绝对值为排气VVT的角度变化差值；其中，滤波初始排气VVT角度值为排气VVT初始位置的角度值；第二预设时间通常为10s或20s；系统计算间隔时间通常为10ms，图2中Z^-M表示输出值延迟M个系统间隔时间后再输出，M可根据实际情况进行试验标定获得；

当排气VVT的角度变化差值大于排气VVT角度变化预设阈值B时，则排气VVT动态标志置位；其中，排气VVT角度变化预设阈值B与发动机转速相关，可根据实际情况进行试验标定获得；

S3、对比爆震强度和目标爆震阈值，如图3所示，当爆震强度大于目标爆震阈值时，则判定发动机发生爆震。

综上所述，本发明的发动机爆震检测方法，通过在VVT阀快速变化过程中，对VVT阀角度变化率的判断，确定是否发生了VVT动态变化。在爆震强度信号因VVT阀快速变化而异常变大时，同步增大爆震阈值，以避免爆震误判，从而有效避免随之产生的发动机动力性、油耗和排放等性能恶化的问题，在发动机控制技术领域，具有推广应用价值。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种发动机爆震检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于发动机振动信号，获得发动机爆震强度和初始爆震阈值；

基于VVT动态标志是否置位、转速动态标志是否置位、负荷动态标志是否置位和所述初始爆震阈值，获得目标爆震阈值；

对比所述爆震强度和所述目标爆震阈值，当爆震强度大于目标爆震阈值时，则判定发动机发生爆震。

2.根据权利要求1所述的发动机爆震检测方法，其特征在于，基于VVT动态标志是否置位、转速动态标志是否置位、负荷动态标志是否置位和所述初始爆震阈值，获得目标爆震阈值，包括：

判断VVT动态标志是否置位、转速动态标志是否置位和负荷动态标志是否置位，当VVT动态标志置位时，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值乘以VVT动态修正系数。

3.根据权利要求2所述的发动机爆震检测方法，其特征在于，还包括：当VVT动态标志复位，转速动态标志置位时，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值乘以转速动态修正系数。

4.根据权利要求2所述的发动机爆震检测方法，其特征在于，还包括：当VVT动态标志和转速动态标志复位，负荷动态标志置位时，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值乘以负荷动态修正系数。

5.根据权利要求2所述的发动机爆震检测方法，其特征在于，还包括：当VVT动态标志、转速动态标志和负荷动态标志均复位时，则目标爆震阈值等于初始爆震阈值。

6.根据权利要求1所述的发动机爆震检测方法，其特征在于，所述VVT动态标志是否置位包括进气VVT动态标志是否置位和排气VVT动态标志是否置位，当进气VVT动态标志置位或排气VVT动态标志置位或同时置位时，则判定为VVT动态标志置位。

7.根据权利要求6所述的发动机爆震检测方法，其特征在于，判断所述进气VVT动态标志是否置位的步骤包括：

对进气VVT实际角度值进行低通滤波，获得滤波后的进气VVT角度值；

以当前滤波后的进气VVT角度值和第一预设时间前的滤波后的进气VVT角度值的差值为进气VVT的角度变化差值；

当进气VVT的角度变化差值的绝对值大于进气VVT角度变化预设阈值时，则进气VVT动态标志置位。

8.根据权利要求6所述的发动机爆震检测方法，其特征在于，判断所述排气VVT动态标志是否置位的步骤包括：

对排气VVT实际角度值进行低通滤波，获得滤波后的排气VVT角度值；

以当前滤波后的排气VVT角度值和第二预设时间前的滤波后的排气VVT角度值的差值为排气VVT的角度变化差值；

当排气VVT的角度变化差值的绝对值大于排气VVT角度变化预设阈值时，则排气VVT动态标志置位。

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