的第一輸入端與所述不均勻程度評估模塊的第 三輸出端相連，接受所述不均勻程度評估模塊的第三輸出端輸出的各缸工作均勻性指標(biāo)信 號;所述分缸均衡控制模塊的第二、三輸入端接受ECU給定的目標(biāo)值信號和目標(biāo)油量信號， 所述分缸均衡控制模塊的輸出端輸出各缸修正后噴油量信號至所述執(zhí)行器； 該方法的具體步驟如下： (1) 所述濾波和轉(zhuǎn)速計算模塊以所述轉(zhuǎn)速傳感器輸送過來的轉(zhuǎn)速信號進行低通濾波計 算處理后，結(jié)合所述自學(xué)習(xí)模塊輸出的各缸自學(xué)習(xí)偏差值進行瞬時轉(zhuǎn)速計算，輸出瞬時轉(zhuǎn) 速信號至所述不均勻程度評估模塊； (2) 所述不均勻程度評估模塊根據(jù)所述濾波和轉(zhuǎn)速計算模塊輸出的瞬時轉(zhuǎn)速信號，通 過能量歸一化處理對不均勻程度進行評估，輸出柴油機工作不均勻程度信號和各缸工作不 均勻程度信號到所述自學(xué)習(xí)模塊，輸出各缸工作均勻性指標(biāo)信號到所述分缸均衡控制模 塊； (3) 所述自學(xué)習(xí)模塊根據(jù)所述不均勻程度評估模塊輸出的柴油機工作不均勻程度信號 和各缸工作不均勻程度信號和是否滿足自學(xué)習(xí)條件進行判定進而完成自學(xué)習(xí)過程，輸出各 缸自學(xué)習(xí)偏差值至所述濾波和轉(zhuǎn)速計算模塊。 (4) 所述分缸均衡控制模塊根據(jù)給定的目標(biāo)值和不均勻程度評估模塊輸出的各缸工作 均勻性指標(biāo)進行比較，通過比例積分控制器將自動修正噴油量的系數(shù)，使得實際的各缸工 作均勻性指標(biāo)向目標(biāo)值逼近并最終達到該值。3.如權(quán)利要求2所述的多缸電控柴油機分缸均衡控制方法，其特征在于，所述步驟（1) 中，所述以所述轉(zhuǎn)速傳感器輸送過來的信號進行低通濾波計算處理的具體計算公式如下： yi(n)=x(n) y7(n)=yi(n-l) y5(n)=ye(n-2) y2(n)=yi(n)-y5(n) y3(n)=aXy2(n) y4(n)=y3(n)-y5(n) y6(n)=yi(n)+y3(n) ys(n)=y4(n)+y7(n) y9(n)=bXys(n) y(n)=yg(n) 式中，]1 = 〇，1，2，人；71(-1)=〇;76(-1)=〇 ;76(-2)=〇;&和13為系數(shù)0(11)為輸入序列;7 (n)為經(jīng)過低通濾波后的輸出序列;yi (n)為輔助序列。4.如權(quán)利要求3所述的多缸電控柴油機分缸均衡控制方法，其特征在于，所述步驟（1) 中，所述結(jié)合所述自學(xué)習(xí)模塊輸出的各缸自學(xué)習(xí)偏差值進行瞬時轉(zhuǎn)速計算是:利用柴油機 飛輪處的瞬時轉(zhuǎn)速信號來間接檢測發(fā)動機各缸工作不均勻程度，瞬時轉(zhuǎn)速指柴油機在轉(zhuǎn)過 一個微小曲軸轉(zhuǎn)角時的轉(zhuǎn)速，通常測量的飛輪瞬時轉(zhuǎn)速m是指第i缸通過測量計數(shù)器在飛 輪每轉(zhuǎn)過角度P期間的計數(shù)值來間接測量轉(zhuǎn)速； 瞬時角速度為式中，免為齒間夾角，單位°CA; ATi為第i缸曲軸轉(zhuǎn)過口的時間，單位為s; c〇i為第i缸轉(zhuǎn) 過角度P時的瞬時角速度，單位S°CA/s; 瞬時轉(zhuǎn)速為式中，m為第i缸瞬時轉(zhuǎn)速，單位為r/min; 在柴油機理想均勻的條件下，各缸的做功一致，但由于飛輪信號分度加工誤差和各缸 工作過程中曲軸扭轉(zhuǎn)振動導(dǎo)致的信號誤差等導(dǎo)致測量計數(shù)器計數(shù)值與實際值之間存在誤 差，此誤差通過后面自學(xué)習(xí)修復(fù)：式中，為第i缸曲軸轉(zhuǎn)過口的測量時間，單位為為第i缸自學(xué)習(xí)偏差值，％; 實際柴油機由于各缸不均勻的存在，各缸的指標(biāo)不相等;而且由于噴射、燃燒等環(huán)節(jié)有 隨機波動，同一缸中不同循環(huán)間的指標(biāo)m稍有差別;采用m個循環(huán)平均的方法來克服循環(huán)之 間的隨機波動誤差的影響式中:m為循環(huán)次數(shù)；為第i缸m個循環(huán)的平均瞬時轉(zhuǎn)速，單位為r/min; 柴油機各缸平均瞬時轉(zhuǎn)速為式中:Z為柴油機的總缸數(shù)；?為柴油機各缸平均瞬時轉(zhuǎn)速，單位r/min。5. 如權(quán)利要求4所述的多缸電控柴油機分缸均衡控制方法，其特征在于，所述步驟(2) 中，所述不均勻程度評估模塊根據(jù)所述濾波和轉(zhuǎn)速計算模塊輸出的瞬時轉(zhuǎn)速信號，通過能 量歸一化處理對不均勻程度進行評估是： 柴油機各缸工作不均勻程度的計算公式如下： 第i缸工作均勻性指標(biāo)Δ m為式中，Δ m為第i缸工作均勾性指標(biāo)，單位為r/min; 第i缸工作不均勻度δΛη?為式中，為第i缸工作不均勻度，％ ; 為了消除不同條件下獲得的信號強弱的影響，對；進行能量歸一化處理，即式中'為各缸平均瞬時轉(zhuǎn)速冗的能量和為第i缸能量歸一化值;經(jīng)過能量 歸一化處理后，可以保證各缸歸一化值Xi (i = 1，2，…Z)的能量和為1; Xi的標(biāo)準(zhǔn)差為式中：為Xi的均值;δχ為柴油機工作不均勻程度的總指標(biāo)，δχ越小，說明各缸 工作越均勻。6. 如權(quán)利要求5所述的多缸電控柴油機分缸均衡控制方法，其特征在于，所述步驟(3) 中，發(fā)動機運行過程中，為了保證自學(xué)習(xí)精度，必須判定發(fā)動機是否處于倒拖狀態(tài);所述倒 拖狀態(tài)判定條件包括:油門踏板位置為〇% ;噴油量為Omm3;冷卻水溫和燃油溫度處于正常 的工作范圍；轉(zhuǎn)速位于設(shè)定區(qū)間且轉(zhuǎn)速變化率小于設(shè)定值;對于共軌系統(tǒng):要求軌壓相對穩(wěn) 定，波動值不超過限值;對于整車倒拖:要求離合器保持閉合，發(fā)動機由車輛慣性帶動其運 轉(zhuǎn);車速不能過低，應(yīng)大于一定的閾值;車輛處于非空檔，最好處于低檔位。7. 如權(quán)利要求6所述的多缸電控柴油機分缸均衡控制方法，其特征在于，所述步驟(3) 中，自學(xué)習(xí)分為兩個模式： 臨時自學(xué)習(xí)：從非自學(xué)習(xí)狀態(tài)到初級自學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過自學(xué)習(xí)來設(shè)定學(xué)習(xí)值;所述非自 學(xué)習(xí)狀態(tài)為初始狀態(tài)或再學(xué)習(xí)狀態(tài)； 增強自學(xué)習(xí)：通過滿足嚴格的學(xué)習(xí)條件，消除轉(zhuǎn)速、負載波動的影響來自學(xué)習(xí)進而設(shè)定 學(xué)習(xí)值；當(dāng)油栗、噴油器或ECU更換時，推薦采用增強自學(xué)習(xí)模式;所述嚴格的學(xué)習(xí)條件為發(fā) 動機臺架倒拖； 分為五個狀態(tài)： 初始狀態(tài):值為OxFF，表示未記錄自學(xué)習(xí)值； 臨時自學(xué)習(xí)狀態(tài):值為ΟχΟΟ，表不正在進彳丁臨時自學(xué)習(xí)； 臨時自學(xué)習(xí)完成狀態(tài):值為0x01，表不已經(jīng)完成臨時自學(xué)習(xí)； 增強自學(xué)習(xí)狀態(tài):值為0x02，表示正在進行增強自學(xué)習(xí)； 增強自學(xué)習(xí)完成狀態(tài):值為0x03，表示已經(jīng)完成增強自學(xué)習(xí)； 再學(xué)習(xí)狀態(tài):值為0x04，表示增強自學(xué)習(xí)完成后，根據(jù)老化或變化程度可進行再學(xué)習(xí)； 自學(xué)習(xí)使能條件包括:確保噴油器、油栗、轉(zhuǎn)速傳感器、油門開度傳感器、冷卻水溫傳感 器、燃油溫度傳感器、車速傳感器、離合器狀態(tài)傳感器、檔位狀態(tài)傳感器和共軌系統(tǒng)中的軌 壓傳感器無故障；發(fā)動機進入倒拖狀態(tài);柴油機工作不均勻程度心超過預(yù)設(shè)值;第i缸工作 不均勻度δ Ληι與上次自學(xué)習(xí)偏差值δ,之差超過預(yù)設(shè)值。8.如權(quán)利要求7所述的多缸電控柴油機分缸均衡控制方法，其特征在于，所述步驟(4) 中，所述分缸均衡控制模塊根據(jù)給定的目標(biāo)值和不均勻程度評估模塊輸出的各缸工作均勻 性指標(biāo)進行比較，通過比例積分控制器將自動修正噴油量的系數(shù)，使得實際的各缸工作均 勻性指標(biāo)向目標(biāo)值逼近并最終達到該值是指:分缸均衡控制采用增量式ΡΙ控制算法;某缸 自學(xué)習(xí)值通過公式①對計數(shù)時間進行修正后得到瞬時轉(zhuǎn)速，給定的目標(biāo)值△1! 1^與計算得 到的實際不均勻程度Am進行比較，比例積分(ΡΙ)控制器將自動修正噴油量的系數(shù)lu，使得 實際的A m向目標(biāo)值△ niDes逼近近并最終達到該值；式中：r為控制的次數(shù);Kp和Κι分別為比例和積分的增益;Q為柴油機目標(biāo)噴油量;Qi為第 i缸修正后噴油量； 為了防止噴油系統(tǒng)過度老化以及零部件過度磨損時，出現(xiàn)燃燒惡化、排放變差等情況， 當(dāng)柴油機工作不均勻程度心和各缸工作不均勻度心ηι分別超過限制值時，分缸均衡終止。
【專利摘要】本發(fā)明公開了多缸電控柴油機分缸均衡控制裝置及方法，其方法是通過對轉(zhuǎn)速傳感器輸出的瞬時轉(zhuǎn)速信號進行能量歸一化處理，來消除不同條件下獲得的信號強弱對不均勻程度的影響，提出了一種評價柴油機工作不均勻程度的方法。當(dāng)柴油機處于倒拖狀態(tài)并滿足自學(xué)習(xí)工況條件時，通過自學(xué)習(xí)的方法修正飛輪信號分度加工誤差和曲軸扭轉(zhuǎn)振動誤差等導(dǎo)致的信號誤差，利用低通濾波和增量式比例積分(PI)分缸均衡控制算法，對各缸燃料噴射量進行補償調(diào)節(jié)來均衡各缸工作不均勻度，不僅有利于進一步提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性，而且有效改善整機的振動和噪聲，有利于整車的舒適性。
【IPC分類】F02D41/30, F02D41/00, F02D41/14
【公開號】CN105443253
【申請?zhí)枴緾N201511019895
【發(fā)明人】龍美彪, 歐陽玲湘, 黃民備, 孟衛(wèi)東, 鄧飛
【申請人】南岳電控(衡陽)工業(yè)技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月30日