一种基于自学习的多缸柴油机分缸均衡控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了多缸电控柴油机分缸均衡控制装置及方法，其方法是通过对转速传感器输出的瞬时转速信号进行能量归一化处理，来消除不同条件下获得的信号强弱对不均匀程度的影响，提出了一种评价柴油机工作不均匀程度的方法。当柴油机处于倒拖状态并满足自学习工况条件时，通过自学习的方法修正飞轮信号分度加工误差和曲轴扭转振动误差等导致的信号误差，利用低通滤波和增量式比例积分(PI)分缸均衡控制算法，对各缸燃料喷射量进行补偿调节来均衡各缸工作不均匀度，不仅有利于进一步提高发动机的动力性和经济性，而且有效改善整机的振动和噪声，有利于整车的舒适性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多缸电控柴油机分缸均衡控制方法及装置，特别涉及一种基于自学习的多缸柴油机分缸燃料喷射量均衡控制装置及方法。
技术介绍
四冲程多缸发动机工作不均匀性是指在各缸工作过程中以及对外表现出的差异。发动机在使用过程中,由于各种因素的影响，可能会导致各缸工作状态差别较大。这种差别除了导致车辆的振动、噪声恶化外,还会显著影响发动机的排放和经济性等性能指标。柴油机工作过程不均匀的原因有进气不均匀、供油提前角不均匀、供油规律不均匀、各缸几何因素的差异等。现有方法一般通过安装气缸压力传感器、振动传感器、排温传感器等进行各缸工作不均匀性分析，由于需要增加传感器或传感器可靠性较低、更换周期较短、成本较高；也有直接通过发动机的转速传感器信号计算来评估各缸工作不均匀性，以提高发动机运行稳定性。例如中国申请公布专利CN201410401150，其方法主要关注的是瞬时转速信号的采集和处理，对于飞轮信号分度加工误差和各缸工作过程中曲轴扭转振动导致的信号误差等没有考虑，这类信号误差会导致瞬时转速计算偏差，此偏差无法通过常规控制消除，进而影响到实际发动机分缸均衡控制的效果。本专利技术通过能量归一化处理，提出了一种评价柴油机工作不均匀程度的方法，通过自学习的方法修正飞轮信号分度加工误差和曲轴扭转振动误差，实时检测和均衡柴油机的各缸工作不均匀程度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一在于针对现有技术的不足而提供一种基于自学习的多缸柴油机分缸燃料喷射量均衡控制装置。本专利技术所要解决的技术问题之二在于提供上述基于自学习的多缸柴油机分缸燃料喷射量均衡控制方法。该多缸柴油机分缸均衡控制方法提出了一种评价柴油机工作不均匀程度的方法，通过能量归一化处理来消除不同条件下获得的信号强弱对不均匀程度的影响；通过自学习的方法识别飞轮信号分度加工误差、曲轴扭转振动等导致的信号误差，对各缸燃料喷射量进行补偿调节来均衡各缸工作不均匀度，不仅有利于进一步提高发动机的动力性和经济性，而且有效改善整机的振动和噪声，有利于整车的舒适性。作为本专利技术第一方面的多缸电控柴油机分缸均衡控制装置，其特征在于，包括：发动机与整车，在所述发动机与整车中安装有转速传感器、油门开度传感器、冷却水温传感器、燃油温度传感器、车速传感器、离合器状态传感器、档位状态传感器；一执行器，所述执行器为电控喷油泵或电控喷油器；一处理器，所述处理器中设置有滤波和转速计算模块、不均匀程度评估模块、自学习模块、分缸均衡控制模块；所述滤波和转速计算模块的两个输入端分别与所述转速传感器的输出端和所述自学习模块中的输出端相连，接受所述转速传感器送出的转速信号、自学习模块送出的各缸自学习偏差值信号；所述滤波和转速计算模块的输出端输出瞬时转速信号；所述不均匀程度评估模块的输入端与所述滤波和转速计算模块的输出端相连，接受所述滤波和转速计算模块的输出端输出的瞬时转速信号；所述不均匀程度评估模块具有三个输出端，其中所述不均匀程度评估模块的第一输出端输出柴油机工作不均匀程度信号，不均匀程度评估模块的第二输出端输出各缸工作不均匀程度信号，不均匀程度评估模块的第三输出端输出各缸工作均匀性指标信号；所述自学习模块具有若干个输入端，其中两个输入端分别与所述不均匀程度评估模块的第一输出端和第二输出端相连，接受所述不均匀程度评估模块的第一输出端输出的柴油机工作不均匀程度信号和第二输出端输出的各缸工作不均匀程度信号，所述自学习模块的其余输出端分别与所述油门开度传感器的输出端、冷却水温传感器的输出端、燃油温度传感器的输出端、车速传感器的输出端、离合器状态传感器的输出端、档位状态传感器的输出端相连，接受所述油门开度传感器输出端输出的油门开度信号、冷却水温传感器输出端输出的冷却水水温信号、燃油温度传感器输出端输出的燃油温度信号、车速传感器输出端输出的车速信号、离合器状态传感器输出端输出的离合器状态信号、档位状态传感器输出端输出的档位信号，所述自学习模块的另外一些输入端还接受倒拖状态判定信号、不均匀度限值信号、故障信号和自学习周期条件，所述自学习模块所接受的油门开度信号、冷却水水温信号、燃油温度信号、车速信号、离合器状态信号、档位信号对倒拖状态进行判定；所述自学习模块的输出端送出各缸子学习偏差值信号；所述分缸均衡控制模块具有若干输入端，其中所述分缸均衡控制模块的第一输入端与所述不均匀程度评估模块的第三输出端相连，接受所述不均匀程度评估模块的第三输出端输出的各缸工作均匀性指标信号；所述分缸均衡控制模块的第二、三输入端接受ECU给定的目标值信号和目标油量信号，所述分缸均衡控制模块的输出端输出各缸修正后喷油量信号至所述执行器。作为本专利技术第二方面的多缸电控柴油机分缸均衡控制方法，其特征在于，包括：发动机与整车，在所述发动机与整车中安装有转速传感器、油门开度传感器、冷却水温传感器、燃油温度传感器、车速传感器、离合器状态传感器、档位状态传感器；一执行器，所述执行器为电控喷油泵或电控喷油器；一处理器，所述处理器中设置有滤波和转速计算模块、不均匀程度评估模块、自学习模块、分缸均衡控制模块；所述滤波和转速计算模块的两个输入端分别与所述转速传感器的输出端和所述自学习模块中的输出端相连，接受所述转速传感器送出的转速信号、自学习模块送出的各缸自学习偏差值信号；所述滤波和转速计算模块的输出端输出瞬时转速信号；所述不均匀程度评估模块的输入端与所述滤波和转速计算模块的输出端相连，接受所述滤波和转速计算模块的输出端输出的瞬时转速信号；所述不均匀程度评估模块具有三个输出端，其中所述不均匀程度评估模块的第一输出端输出柴油机工作不均匀程度信号，不均匀程度评估模块的第二输出端输出各缸工作不均匀程度信号，不均匀程度评估模块的第三输出端输出各缸工作均匀性指标信号；所述自学习模块具有若干个输入端，其中两个输入端分别与所述不均匀程度评估模块的第一输出端和第二输出端相连，接受所述不均匀程度评估模块的第一输出端输出的柴油机工作不均匀程度信号和第二输出端输出的各缸工作不均匀程度信号，所述自学习模块的其余输出端分别与所述油门开度传感器的输出端、冷却水温传感器的输出端、燃油温度传感器的输出端、车速传感器的输出端、离合器状态传感器的输出端、档位状态传感器的输出端相连，接受所述油门开度传感器输出端输出的油门开度信号、冷却水温传感器输出端输出的冷却水水温信号、燃油温度传感器输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
多缸电控柴油机分缸均衡控制装置，其特征在于，包括：发动机与整车，在所述发动机与整车中安装有转速传感器、油门开度传感器、冷却水温传感器、燃油温度传感器、车速传感器、离合器状态传感器、档位状态传感器；一执行器，所述执行器为电控喷油泵或电控喷油器；一处理器，所述处理器中设置有滤波和转速计算模块、不均匀程度评估模块、自学习模块、分缸均衡控制模块；所述滤波和转速计算模块的两个输入端分别与所述转速传感器的输出端和所述自学习模块中的输出端相连，接受所述转速传感器送出的转速信号、自学习模块送出的各缸自学习偏差值信号；所述滤波和转速计算模块的输出端输出瞬时转速信号；所述不均匀程度评估模块的输入端与所述滤波和转速计算模块的输出端相连，接受所述滤波和转速计算模块的输出端输出的瞬时转速信号；所述不均匀程度评估模块具有三个输出端，其中所述不均匀程度评估模块的第一输出端输出柴油机工作不均匀程度信号，不均匀程度评估模块的第二输出端输出各缸工作不均匀程度信号，不均匀程度评估模块的第三输出端输出各缸工作均匀性指标信号；所述自学习模块具有若干个输入端，其中两个输入端分别与所述不均匀程度评估模块的第一输出端和第二输出端相连，接受所述不均匀程度评估模块的第一输出端输出的柴油机工作不均匀程度信号和第二输出端输出的各缸工作不均匀程度信号，所述自学习模块的其余输出端分别与所述油门开度传感器的输出端、冷却水温传感器的输出端、燃油温度传感器的输出端、车速传感器的输出端、离合器状态传感器的输出端、档位状态传感器的输出端相连，接受所述油门开度传感器输出端输出的油门开度信号、冷却水温传感器输出端输出的冷却水水温信号、燃油温度传感器输出端输出的燃油温度信号、车速传感器输出端输出的车速信号、离合器状态传感器输出端输出的离合器状态信号、档位状态传感器输出端输出的档位信号，所述自学习模块的另外一些输入端还接受倒拖状态判定信号、不均匀度限值信号、故障信号和自学习周期条件，所述自学习模块所接受的油门开度信号、冷却水水温信号、燃油温度信号、车速信号、离合器状态信号、档位信号对倒拖状态进行判定；所述自学习模块的输出端送出各缸子学习偏差值信号；所述分缸均衡控制模块具有若干输入端，其中所述分缸均衡控制模块的第一输入端与所述不均匀程度评估模块的第三输出端相连，接受所述不均匀程度评估模块的第三输出端输出的各缸工作均匀性指标信号；所述分缸均衡控制模块的第二、三输入端接受ECU给定的目标值信号和目标油量信号，所述分缸均衡控制模块的输出端输出各缸修正后喷油量信号至所述执行器。...

【技术特征摘要】
1.多缸电控柴油机分缸均衡控制装置，其特征在于，包括：
发动机与整车，在所述发动机与整车中安装有转速传感器、油门开度传
感器、冷却水温传感器、燃油温度传感器、车速传感器、离合器状态传感器、
档位状态传感器；
一执行器，所述执行器为电控喷油泵或电控喷油器；
一处理器，所述处理器中设置有滤波和转速计算模块、不均匀程度评估
模块、自学习模块、分缸均衡控制模块；
所述滤波和转速计算模块的两个输入端分别与所述转速传感器的输出端
和所述自学习模块中的输出端相连，接受所述转速传感器送出的转速信号、
自学习模块送出的各缸自学习偏差值信号；所述滤波和转速计算模块的输出
端输出瞬时转速信号；所述不均匀程度评估模块的输入端与所述滤波和转速
计算模块的输出端相连，接受所述滤波和转速计算模块的输出端输出的瞬时
转速信号；所述不均匀程度评估模块具有三个输出端，其中所述不均匀程度
评估模块的第一输出端输出柴油机工作不均匀程度信号，不均匀程度评估模
块的第二输出端输出各缸工作不均匀程度信号，不均匀程度评估模块的第三
输出端输出各缸工作均匀性指标信号；所述自学习模块具有若干个输入端，
其中两个输入端分别与所述不均匀程度评估模块的第一输出端和第二输出端
相连，接受所述不均匀程度评估模块的第一输出端输出的柴油机工作不均匀
程度信号和第二输出端输出的各缸工作不均匀程度信号，所述自学习模块的
其余输出端分别与所述油门开度传感器的输出端、冷却水温传感器的输出端、
燃油温度传感器的输出端、车速传感器的输出端、离合器状态传感器的输出
端、档位状态传感器的输出端相连，接受所述油门开度传感器输出端输出的
油门开度信号、冷却水温传感器输出端输出的冷却水水温信号、燃油温度传
感器输出端输出的燃油温度信号、车速传感器输出端输出的车速信号、离合
器状态传感器输出端输出的离合器状态信号、档位状态传感器输出端输出的
档位信号，所述自学习模块的另外一些输入端还接受倒拖状态判定信号、不
均匀度限值信号、故障信号和自学习周期条件，所述自学习模块所接受的油

\t门开度信号、冷却水水温信号、燃油温度信号、车速信号、离合器状态信号、
档位信号对倒拖状态进行判定；所述自学习模块的输出端送出各缸子学习偏
差值信号；所述分缸均衡控制模块具有若干输入端，其中所述分缸均衡控制
模块的第一输入端与所述不均匀程度评估模块的第三输出端相连，接受所述
不均匀程度评估模块的第三输出端输出的各缸工作均匀性指标信号；所述分
缸均衡控制模块的第二、三输入端接受ECU给定的目标值信号和目标油量信
号，所述分缸均衡控制模块的输出端输出各缸修正后喷油量信号至所述执行
器。
2.多缸电控柴油机分缸均衡控制方法，其特征在于，包括：
发动机与整车，在所述发动机与整车中安装有转速传感器、油门开度传
感器、冷却水温传感器、燃油温度传感器、车速传感器、离合器状态传感器、
档位状态传感器；
一执行器，所述执行器为电控喷油泵或电控喷油器；
一处理器，所述处理器中设置有滤波和转速计算模块、不均匀程度评估
模块、自学习模块、分缸均衡控制模块；
所述滤波和转速计算模块的两个输入端分别与所述转速传感器的输出端
和所述自学习模块中的输出端相连，接受所述转速传感器送出的转速信号、
自学习模块送出的各缸自学习偏差值信号；所述滤波和转速计算模块的输出
端输出瞬时转速信号；所述不均匀程度评估模块的输入端与所述滤波和转速
计算模块的输出端相连，接受所述滤波和转速计算模块的输出端输出的瞬时
转速信号；所述不均匀程度评估模块具有三个输出端，其中所述不均匀程度
评估模块的第一输出端输出柴油机工作不均匀程度信号，不均匀程度评估模
块的第二输出端输出各缸工作不均匀程度信号，不均匀程度评估模块的第三
输出端输出各缸工作均匀性指标信号；所述自学习模块具有若干个输入端，
其中两个输入端分别与所述不均匀程度评估模块的第一输出端和第二输出端
相连，接受所述不均匀程度评估模块的第一输出端输出的柴油机工作不均匀
程度信号和第二输出端输出的各缸工作不均匀程度信号，所述自学习模块的
其余输出端分别与所述油门开度传感器的输出端、冷却水温传感器的输出端、
燃油温度传感器的输出端、车速传感器的输出端、离合器状态传感器的输出

\t端、档位状态传感器的输出端相连，接受所述油门开度传感器输出端输出的
油门开度信号、冷却水温传感器输出端输出的冷却水水温信号、燃油温度传
感器输出端输出的燃油温度信号、车速传感器输出端输出的车速信号、离合
器状态传感器输出端输出的离合器状态信号、档位状态传感器输出端输出的
档位信号，所述自学习模块的另外一些输入端还接受倒拖状态判定信号、不
均匀度限值信号、故障信号和自学习周期条件，所述自学习模块所接受的油
门开度信号、冷却水水温信号、燃油温度信号、车速信号、离合器状态信号、
档位信号对倒拖状态进行判定；所述自学习模块的输出端送出各缸子学习偏
差值信号；所述分缸均衡控制模块具有若干输入端，其中所述分缸均衡控制
模块的第一输入端与所述不均匀程度评估模块的第三输出端相连，接受所述
不均匀程度评估模块的第三输出端输出的各缸工作均匀性指标信号；所述分
缸均衡控制模块的第二、三输入端接受ECU给定的目标值信号和目标油量信
号，所述分缸均衡控制模块的输出端输出各缸修正后喷油量信号至所述执行
器；
该方法的具体步骤如下：
(1)所述滤波和转速计算模块以所述转速传感器输送过来的转速信号进
行低通滤波计算处理后，结合所述自学习模块输出的各缸自学习偏差值进行
瞬时转速计算，输出瞬时转速信号至所述不均匀程度评估模块；
(2)所述不均匀程度评估模块根据所述滤波和转速计算模块输出的瞬时
转速信号，通过能量归一化处理对不均匀程度进行评估，输出柴油机工作不
均匀程度信号和各缸工作不均匀程度信号到所述自学习模块，输出各缸工作
均匀性指标信号到所述分缸均衡控制模块；
(3)所述自学习模块根据所述不均匀程度评估模块输出的柴油机工作不
均匀程度信号和各缸工作不均匀程度信号和是否满足自学习条件进行判定进
而完成自学习过程，输出各缸自学习偏差值至所述滤波和转速计算模块。
(4)所述分缸均衡控制模块根据给定的目标值和不均匀程度评估模块输
出的各缸工作均匀性指标进行比较，通过比例积分控制器将自动修正喷油量
的系数，使得实际的各缸工作均匀性指标向目标值逼近并最终达到该值。
3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙美彪，欧阳玲湘，黄民备，孟卫东，邓飞，
申请(专利权)人：南岳电控衡阳工业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43