一种多缸发动机的分缸平衡系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多缸发动机的分缸平衡系统和方法，所述系统包括：该信号盘上具有分别与发动机的每个气缸相对应的多个齿；第一传感器，用于辨识信号盘上与各气缸相对应的齿；第二传感器，用于检测信号盘上各齿的转速；以及处理器，与所述第一传感器和第二传感器相连，计算各缸所对应的转速差积分，该转速差积分为各缸所对应的各个齿的转速与上一缸所对应的各个齿的平均转速之差的和；对所有缸所对应的转速差积分求平均，以求得转速差积分平均值；分别计算各缸所对应的转速差积分与所述转速差积分平均值之差，并根据各缸的差值来调整各缸的喷油量。该系统具有计算量小、可实时运算的优点，可准确且及时地实现各缸的平衡工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多缸发动机管理领域，并且尤其涉及多缸发动机的分缸平衡系统与方 法
技术介绍
现有的多缸发动机通过匹配MAP图来保证标定的各个气缸的工况都处于最佳状 态(静态最佳)。然而，由于实际生产的发动机与匹配标定的发动机之间的差别、生产制造 的环境与使用环境的区别以及发动机在使用过程中磨损等因素，均可能导致发动机各气缸 之间的不平衡工作，从而最终导致机件磨损以及各个气缸无法处于最佳状态(动态最佳)。因此，需要利用分缸平衡方法来使各个气缸处于平衡的工作状态。概括来说，现有 的分缸平衡方法一般包括以下步骤对信号盘上各齿的瞬时转速进行采样分析；提取与各 缸不均勻程度相关的信息，并将该信息转换为不均勻性指标；根据各缸不均勻性指标的相 对偏差，对各缸的喷油量进行控制，实现各缸均处于平衡的工作状态。现有的分缸平衡方法根据评价各缸不均勻程度的不均勻性指标的不同，可主要分 为两种第一种分缸平衡方法以转速差作为不均勻性指标。该方法包括检测信号盘各齿 对应的转速= 1 NT，Nt为信号盘齿数)；以各缸所对应的多个齿的转速的最高值、 最低值或者平均值作为各缸的转速代表值，记为M、(i = 1 N。，Nc为发动机缸数)；计算 各缸所对应的转速代表值的平均值i^e，最终以各缸所对应的转速代表值与平均值之 差AM、(i = 1 N。，N。为发动机缸数)作为各缸不均勻程度的不均勻性指标，并根据该 不均勻性指标控制各缸的喷油量，由此实现各气缸的平衡工作。该方法虽然简单，但是所选 不均勻性指标并不能精确反应各缸不均勻程度，尤其当发动机处于中、高速时，各缸所对应 的多个齿的转速可能存在多个极值，此时不均勻性指标的计算存在较大误差，导致各缸平 衡效果较差。第二种分缸平衡方法采用傅里叶算法对各缸所对应的多个齿的转速进行频谱分 析，以特定频段内的转速分量作为各缸的转速代表值，并进而得到各缸的不均勻性指标。虽 然采用傅里叶算法计算关键频带的转速信号幅值可更准确地获得各关键频带的不均勻程 度，不易受到其他干扰，具有更好的平衡效果，但是由于采用了傅里叶算法，计算量非常大， 在微处理器系统中难以实时应用。
技术实现思路
为了克服现有分缸平衡方法所存在的上述缺陷，本专利技术特提供一种计算量小且所 获得的各缸不均勻性指标能够精准地反映出各缸不均勻程度的多缸发动机的分缸平衡系 统与方法。本专利技术提供的多缸发动机的分缸平衡系统包括信号盘，该信号盘上具有分别与 发动机的每个气缸相对应的多个齿；第一传感器，用于辨识信号盘上与各气缸相对应的齿；第二传感器，用于检测信号盘上各齿的转速；以及处理器，与所述第一传感器和第二传感器 相连，计算各缸所对应的转速差积分，该转速差积分为各缸所对应的各个齿的转速与上一 缸所对应的各个齿的平均转速之差的和；对所有缸所对应的转速差积分求平均，以求得转 速差积分平均值；分别计算各缸所对应的转速差积分与所述转速差积分平均值之差，并根 据各缸的差值来调整各缸的喷油量。相应地，本专利技术提供的多缸发动机的分缸平衡方法包括1)辨识信号盘上与各气 缸相对应的齿；幻检测信号盘上各齿的转速；幻计算各缸所对应的转速差积分，该转速差 积分为各缸所对应的各个齿的转速与上一缸所对应的各个齿的平均转速之差的和；4)对 所有缸所对应的转速差积分求平均，以求得转速差积分平均值；以及幻分别计算各缸所对 应的转速差积分与所述转速差积分平均值之差，并根据各缸的差值来调整各缸的喷油量。本专利技术提供的分缸平衡系统和方法充分考虑了发动机气缸中燃油做功将反映在 信号盘各齿转速变化上这一理论，计算各缸所对应的转速差积分与所述转速差积分平均值 之差，并以此作为各缸不均勻性指标。该不均勻性指标不仅能够准确地反映出各缸的不均 勻程度，而且该不均勻性指标的计算过程还具有计算量小、可实时运算的优点。以该不均勻 性指标作为依据来调节各缸喷油量，可准确且及时地实现各缸的平衡工作。附图说明图1示出了本专利技术的多缸发动机的分缸平衡系统的结构图；以及图2示出了图1中分缸平衡系统的处理器所执行的步骤的流程图。具体实施例方式下面参考附图详细描述本专利技术。如图1所示，本专利技术提供的多缸发动机的分缸平衡系统包括信号盘10，该信号盘 10上具有分别与发动机的每个气缸相对应的多个齿；第一传感器20，用于辨识信号盘10上 与各气缸相对应的齿；第二传感器30，用于检测信号盘10上各齿的转速；以及处理器40， 与所述第一传感器20和第二传感器30相连，计算各缸所对应的转速差积分，该转速差积分 为各缸所对应的各个齿的转速与上一缸所对应的各个齿的平均转速之差的和；对所有缸所 对应的转速差积分求平均，以求得转速差积分平均值；分别计算各缸所对应的转速差积分 与所述转速差积分平均值之差，并根据各缸的差值来调整各缸的喷油量。其中，所述第一传感器20可为光电式位置传感器、磁感应式位置传感器或者霍尔 式位置传感器，该传感器安装在可检测信号盘10上各齿的位置，至于其如何辨识信号盘10 辨识信号盘10上与各气缸相对应的齿，可参考凸轮轴位置传感器的工作方式，这是本领域 技术所公知的，于此不再赘述。实际上，所述第二传感器30也可实现为上述光电式位置传感器、磁感应式位置传 感器或者霍尔式位置传感器，其可根据齿的到来产生脉冲信号，当齿到来或离开时该脉冲 信号将改变电平状态，由此可根据脉冲的持续时间以及齿所占用信号盘10的弧度来确定 齿的转速。当然，所述第二传感器30的实施并不限于此，还可以是任何能够检测信号盘10 上各齿转速的其他传感器。下面结合图2描述上述处理器所执行的步骤的具体流程。首先对图2中的各个变量进行说明。用变量CylIdx对发动机缸号进行计数，对 应第一缸为1，对应最后一缸为Cmax ；用变量ToothIdx对信号盘10上各齿的齿数进行计数， 对应第一缸的第一齿为1，发动机一个工作循环内对应最后一个齿为Tmax ；用UCi = 1 Cfflax)表示各缸所对应的最后一个齿，即第一缸所对应的齿号为1 Tca，第二缸所对应的齿 号为Tel+1 Te2，最后一缸所对应的齿号为Cma^1+1 ~ 7；·；用变量hsSpeed表示各齿的转 速；用变量CylMeanSpeed表示各缸所对应的所有齿的平均转速；用变量DeltaSpeed表示 转速差；用变量化丨叩仪13 扰(1表示各缸所对应的转速差积分；用变量Mear^ntegralSpeed 表示各缸所对应的转速差积分的平均值；用变量DeltalntegralSpeedtCylldx]表示各缸 所对应的转速差积分与所述转速差积分平均值之差，即不均勻度指标。如图2所述，首先检测当前齿所对应的转速hsSpeedtToothldx]，然后计算该转 速与上一缸所对应的各齿的平均转速之差，即DeltaSpeed[Toothldx] = InsSpeed[Toothldx]-CylMeanSpeed[CylIdx-1]然后，将该差值累加至当前缸所对应的转速差积分，即IntegralSpeed[Cylldx]+ = DeltaSpeed[Toothldx]重复上述步骤，遍历当前缸的所有齿，求得当前缸所对应的转速差积分 IntegralSpeed[CylIdx]0重复上述步骤，遍历完所有气缸，求得各缸所对应的转速差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多缸发动机的分缸平衡系统，该系统包括：信号盘（１０），该信号盘（１０）上具有分别与发动机的每个气缸相对应的多个齿；第一传感器（２０），用于辨识信号盘（１０）上与各气缸相对应的齿；第二传感器（３０），用于检测信号盘（１０）上各齿的转速；以及处理器（４０），与所述第一传感器（２０）和第二传感器（３０）相连，该处理器用于计算各缸所对应的转速差积分，该转速差积分为各缸所对应的各个齿的转速与上一缸所对应的各个齿的平均转速之差的和；对所有缸所对应的转速差积分求平均，以求得转速差积分平均值；分别计算各缸所对应的转速差积分与所述转速差积分平均值之差，并根据各缸的差值来调整各缸的喷油量。

【技术特征摘要】
1.一种多缸发动机的分缸平衡系统，该系统包括信号盘(10)，该信号盘(10)上具有分别与发动机的每个气缸相对应的多个齿； 第一传感器(20)，用于辨识信号盘(10)上与各气缸相对应的齿； 第二传感器(30)，用于检测信号盘(10)上各齿的转速；以及处理器GO)，与所述第一传感器00)和第二传感器(30)相连，该处理器用于计算各缸 所对应的转速差积分，该转速差积分为各缸所对应的各个齿的转速与上一缸所对应的各个 齿的平均转速之差的和；对所有缸所对应的转速差积分求平均，以求得转速差积分平均值； 分别计算各缸所对应的转速差积分与所述转速差积分平均值之差，并根据各缸的差值来调 整各缸的喷油量。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器在分别计算各缸所对应的转速差积 分与所述转速差积分平均值之差之后，根据该差值与预定比例系数之积，调整各缸的喷油量。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述预定比例系数的范围为0.001-1。4.根据权利要求1所述的系统，其中，第一传...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆子平，赵澎，
申请(专利权)人：北汽福田汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]