高壓共軌柴油機(jī)各缸不均勻性在線修正及其失火診斷.pdf

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1、第35卷第3期華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vo1．35No．32014年6月JournalofNorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower(NaturalScienceEdition)Jun．2014DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2014．03．020高壓共軌柴油機(jī)各缸不均勻性在線修正及其失火診斷郭樹滿，郭朋彥，高玉國(guó)(華北水利水電大學(xué)，河南鄭州450045)摘要：針對(duì)高壓共軌柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)各缸間存在的差異，提出了一種基于每

2、個(gè)工作循環(huán)瞬時(shí)角加速度的在線修正的方法．在一個(gè)循環(huán)中，計(jì)算出各缸工作后的瞬時(shí)角加速度的平均值，按各缸瞬時(shí)角加速度與平均值的差異的大小對(duì)噴油量進(jìn)行修正，若修正油量超過了設(shè)定的閾值則進(jìn)入失火診斷程序，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)．在設(shè)定的循環(huán)次數(shù)中，超過閾值的概率大于一定值時(shí)，確認(rèn)發(fā)生了失火，根據(jù)診斷電路，確定導(dǎo)致失火的原因．試驗(yàn)結(jié)果表明，在線修正后，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)柔和，并能快速準(zhǔn)確地診斷出人為設(shè)定的失火故障．關(guān)鍵詞：高壓共軌柴油機(jī)；瞬時(shí)角速度；失火；故障診斷中圖分類號(hào)：TK428文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002—5634(2014

3、)03—0082—05柴油機(jī)各缸噴油一致性不僅是保證柴油機(jī)具有個(gè)工作循環(huán)中測(cè)量每缸工作后瞬時(shí)角加速度就可以優(yōu)良運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，也是降低柴油機(jī)確定各缸間的工作差異．若該差異超出合理的范圍，噪聲、振動(dòng)和排放以及提高柴油汽車駕駛舒適性的根據(jù)差異的大小按照一定的算法對(duì)查表所得的下一關(guān)鍵因素之一?．但是，由于噴油器存在制造誤差，個(gè)循環(huán)中各缸噴油量的基礎(chǔ)油量進(jìn)行修正，使各缸的以及各缸控制電路的電氣特性不完全一致等因素，瞬時(shí)轉(zhuǎn)速趨于一致．若某個(gè)缸的修正油量達(dá)到修正極導(dǎo)致在相同的噴射壓力和噴油持續(xù)時(shí)間內(nèi)，每個(gè)噴限時(shí)，瞬

4、時(shí)轉(zhuǎn)速的差異還沒得到有效修正，就確認(rèn)該油器的噴射油量不一致．當(dāng)各缸噴油量存在差異時(shí)，缸失火，啟動(dòng)診斷程序，以確定失火原因是控制電路不僅會(huì)導(dǎo)致各缸燃燒過程的不均勻，而且會(huì)導(dǎo)致發(fā)造成的還是噴油器導(dǎo)致的，并根據(jù)該缸在飛輪信號(hào)所動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定、排放惡化等．因此，為了獲得電控處的相位和發(fā)火順序確定故障缸的具體位置．噴油器的噴油一致性，在使用前都要對(duì)噴油器在臺(tái)1．1瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的計(jì)算架上進(jìn)行標(biāo)定，并進(jìn)行一致性修正．一般標(biāo)定環(huán)境和發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)角加速度是通過安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪實(shí)際工作環(huán)境存在差異，如噴油背壓的影響，以及在端的一齒盤來(lái)獲取的

5、，實(shí)驗(yàn)所用的發(fā)動(dòng)機(jī)的齒盤齒使用過程中噴油器由于噴孔磨損等原因造成各缸噴數(shù)為60～2齒，經(jīng)霍耳傳感器感應(yīng)后得到一個(gè)正弦油不一致．基于此，文中提出了一種基于軟件在波，經(jīng)EUC濾波整形后如圖1所示．線修正的方法對(duì)各缸的差異進(jìn)行在線修正，同時(shí)還可以對(duì)失火進(jìn)行診斷．之1各缸不均勻性在線修正的原理及出算法各缸噴油的不均勻性由多種原因造成的，該差異凸輪軸轉(zhuǎn)角／。CA就會(huì)體現(xiàn)在瞬態(tài)轉(zhuǎn)速或加速度的變化．因此，在一(a)凸輪信號(hào)收稿日期：2014—01—3O基金項(xiàng)目：河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(13A470705)．作者簡(jiǎn)介：郭

6、樹滿(1973一)，男，河南南陽(yáng)人，講師，博士，主要從事內(nèi)燃機(jī)電子控制方面的研究第35卷第3期郭樹滿，等：高壓共軌柴油機(jī)各缸不均勻性在線修正及其失火診斷83人，務(wù)，同時(shí)要給每個(gè)特定的任務(wù)分配優(yōu)先級(jí)(高、中、低)和通道標(biāo)記以保證所選通道的服務(wù)次序．選用PPA(脈沖周期累計(jì))功能，根據(jù)所采用的時(shí)鐘頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)分段的計(jì)時(shí)．計(jì)算出每個(gè)循環(huán)中每個(gè)缸工作后的瞬時(shí)速度，由于采用24位定時(shí)器和25MHz的時(shí)鐘頻率，每個(gè)分段時(shí)間精確到s級(jí)．因(b)飛輪信號(hào)此，由式(6)能很精確地計(jì)算出每個(gè)工作缸的瞬時(shí)圖1凸輪信號(hào)和飛輪信號(hào)及發(fā)火

7、順序相位的關(guān)系角加速度．瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的計(jì)算劃分為6個(gè)分段，每個(gè)分段對(duì)1．3各缸不均勻性在線修正在理想情況下，工作時(shí)各缸間的瞬時(shí)角加速度應(yīng)一個(gè)缸，一個(gè)分段中對(duì)應(yīng)齒盤的20個(gè)齒(第二缸沒有差異(△=0)，則噴油補(bǔ)償量△g為零．但在實(shí)為l8個(gè)齒)．以脈沖信號(hào)的下降沿為基準(zhǔn)，ECU測(cè)際情況下，各缸間存在差異．若各缸間的差異在設(shè)定量出兩個(gè)相鄰下降沿間的脈沖數(shù)，再根據(jù)時(shí)鐘的周的限值范圍內(nèi)，則不需進(jìn)行修正；若差異大于設(shè)定限期，r(ns)，得到一個(gè)齒所經(jīng)過的時(shí)間△￡，一個(gè)分段值，為使各缸的瞬時(shí)角加速度趨于一致，則需根據(jù)瞬所用的總時(shí)間為

8、Tk=∑At(=1，2，?，6)．有了時(shí)角加速度差異的大小對(duì)下一循環(huán)的噴油量Q進(jìn)各個(gè)分段的時(shí)間就可以計(jì)算曲軸的瞬時(shí)角加速度，行修正，修正量的大小是△的函數(shù)．同時(shí)，對(duì)補(bǔ)償算法理論推導(dǎo)如下圳：油量設(shè)定了上下限±q?，該值在不同負(fù)荷下取基本dw噴油量的不同百分比．補(bǔ)償油量和瞬時(shí)角加速度差==·。：÷L(1)之間的關(guān)系如圖2所示．n=C1·W(2)dwx_dt=cz