[发明专利]一种多缸发动机的分缸平衡系统与方法

说明书

技术领域

本发明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

背景技术

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；提取与各缸不均匀程度相关的信息，并将该信息转换为不均匀性指标；根据各缸不均匀性指标的相对偏差，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匀程度的不均匀性指标的不同，可主要分为两种：

第一种分缸平衡方法以转速差作为不均匀性指标。该方法包括：检测信号盘各齿对应的转速IS_n(n＝1～N_T，N_T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MS_Ci(i＝1～N_C，N_C为发动机缸数)；计算各缸所对应的转速代表值的平均值最终以各缸所对应的转速代表值与平均值之差ΔMS_Ci(i＝1～N_C，N_C为发动机缸数)作为各缸不均匀程度的不均匀性指标，并根据该不均匀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，但是所选不均匀性指标并不能精确反应各缸不均匀程度，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，此时不均匀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匀性指标。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匀程度，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。

发明内容

为了克服现有分缸平衡方法所存在的上述缺陷，本发明特提供一种计算量小且所获得的各缸不均匀性指标能够精准地反映出各缸不均匀程度的多缸发动机的分缸平衡系统与方法。

本发明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，本发明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；2)检测信号盘上各齿的转速；3)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5)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。

本发明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匀性指标。该不均匀性指标不仅能够准确地反映出各缸的不均匀程度，而且该不均匀性指标的计算过程还具有计算量小、可实时运算的优点。以该不均匀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示出了本发明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。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明。