增压汽油机超级爆震异常燃烧的处理控制方法

技术领域

本发明涉及增压汽油机技术领域，具体涉及一种增压汽油机超级爆震异常燃烧的控制处理方法。

背景技术

汽油机增压技术是国内外汽车行业广泛应用的先进汽油机技术之一，是实现汽油机小型化、低速化，并大幅提升汽油机动力性和降低油耗的主流技术。但应用该技术后，在汽油机能够输出更高扭矩和功率的同时，气缸内所爆发压力峰值和燃烧温度峰值也显著增加，并且在火花塞点火前，极易发生燃油/空气混合气的自燃，也即早燃(行业内也称其为超级爆震)。

增压汽油机的超级爆震燃烧是一种异常的燃烧现象，具有很强的随机性，且多发生在汽油机低速、高负荷工况，同时伴随超过20MPa的缸内峰值压力和极高的压力震荡频率，极易引起如活塞崩塌等汽油机严重机械故障，使其工作失效。正是由于超级爆震异常燃烧的发生具有很强的随机性，且其引发原因主要是气缸内的热环境(具体因素目前学术界还未有最终的定论)，彻底消除增压汽油机的超级爆震异常燃烧已成为行业公认的技术难题，只能对其发生频次进行控制，以避免发动机在过高的超级爆震燃烧频次下损坏。

如专利号为CN201510041093.7所公开的“一种直喷增压汽油机超级爆震的控制方法”，通过将最后一次喷油推迟到压缩冲程的方法来抑制超爆，该方法较为简单粗暴，可能存在无法有效控制超爆连续发生的问题；又如专利申请号为CN201610105389.5所公开的“增压直喷发动机超级爆震控制系统及方法”，是在检测到发动机发生超爆后，采用改变混合气浓度、降低扭矩及断油三步来抑制超爆持续发生的发生，但未给出采取控制措施的阀值(超爆次数)建议及各步骤具体实施的时间。

还有主要通过发动机断油方法对超级爆震的发生频次进行控制，即在整车运行过程中，当发动机电控系统检测到超级爆震发生时，对发生超级爆震的气缸停止供油，并持续一定时间后再恢复供油。发动机断油的方法能在超级爆震发生后有效防止其再次、连续发生，但发动机某个气缸断油并停止工作后，会导致发动机运行转速和输出扭矩发生较大波动，整车运行不平顺，严重影响驾驶性，需要对其进行优化完善。

因此，有必要开发一种增压汽油机超级爆震异常燃烧的控制处理方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种增压汽油机超级爆震异常燃烧的控制处理方法，通过循序渐进的加浓、减小气门重叠角、降低发动机负荷和最终断油的方法，使得增压汽油机超级爆震异常燃烧频发发生的现象得到有效控制，还能提升整车驾驶的平顺性。

本发明提供了一种增压汽油机超级爆震异常燃烧的控制处理方法，包括：

步骤1，通过爆震传感器采集爆震信号，并由传感器信号处理模块对所述爆震信号进行处理；

步骤2，发动机控制器ECU通过实时在线检测处理后的爆震信号，对其进行分析并判断超级爆震异常燃烧连续发生的次数及气缸；

步骤3，若未检测到发生超级爆震异常燃烧，发动机控制器ECU则按原定工况与参数设置运行，若检测到气缸内发生超级爆震异常燃烧次数为第一预设次数时，则进入步骤4；

步骤4，实施混合气加浓控制措施,即发动机控制器ECU通过增加喷油器的喷油时间，使所述喷油器的喷油量增加，并在保持进气量不变的前提下加浓气缸内下一工作循环的混合气，以降低气缸内的温度，并保持一段时间，同时在加浓混合气的持续时间内持续检测超级爆震异常燃烧的发生情况与整车的加权加速度；

步骤5，在加浓混合气的持续时间内，若检测到在预设时间内未继续发生超级爆震异常燃烧，或整车的加权加速度超出阈值，发动机控制器ECU则控制喷油器的喷油量恢复到超级爆震异常燃烧之前的供油量值，并中断混合气加浓控制措施，

在加浓混合器的持续时间内，若在预设时间内检测到连续发生超级爆震的次数为第二预设次数，且整车的加权加速度在阈值范围内，则进入步骤6；

步骤6，发动机控制器ECU则控制可变气门正时机构，减小进气和排气门的气门相位重叠角，并保持一段时间，以减少气缸内的高温残余废气量，同时在调整进排气VVT的保持时间内持续检测超级爆震异常燃烧的发生情况和整车的平顺性；

步骤7，在调整进排气VVT的保持时间内，若检测到在预设时间内未继续发生超级爆震异常燃烧，或整车的平顺性超出阈值，发动机控制器ECU则控制喷油量和气门重叠角恢复到超级爆震异常燃烧发生前的值，并退出中断混合气加浓控制措施和气门重叠角减小控制，

在调整进排气VVT的保持时间内，若在预设时间内检测到连续发生超级爆震异常燃烧的次数为第三预设次数时，且整车的加权加速度仍在阈值范围内，则进入步骤8；

步骤8，发动机控制器ECU通过推迟火花塞的点火时刻、减小增压器增压压力以及减小发动机进气量措施，以降低发动机的工作负荷、气缸内的燃烧温度和压力，并保持一段时间，同时在降低工作负荷的保持时间内持续检测超级爆震异常燃烧的发生情况和正常的平顺性；

步骤9，在降低工作负荷的保持时间内，发动机控制器ECU对超级爆震异常燃烧情况进行检查，同时检查整车的加权加速度，若在预设时间内检测到未继续发生超级爆震异常燃烧，或整车的加权加速度超出阈值，发动机控制器ECU则控制喷油量、气门重叠角与工作负荷恢复到超级爆震异常燃烧发生前的值，并退出中断混合气加浓、气门重叠角减小以及降低工作负荷的控制，

在降低工作负荷的保持时间内，若在预设时间内检测到连续发生超级爆震异常燃烧的次数为第四预设次数，且整车的加权加速度仍在阈值范围内，发动机控制器ECU则控制喷油器停止供油，发动机控制器ECU持续对超级爆震异常燃烧频次进行检测，并在确认无超级爆震异常燃烧或整车的加权加速度超过阈值，恢复供油，同时喷油量、气门重叠角和工作负荷恢复到超级爆震异常燃烧发生前的值。

进一步地，第一预设次数为检测到气缸内发生超级爆震异常燃烧的次数为一次，第二预设次数为检测到气缸内连续发生超级爆震异常燃烧的次数为二次，第三预设次数为检测到气缸内连续发生超级爆震异常燃烧的次数为三次，第四预设次数为检测到气缸内连续发生超级爆震异常燃烧的次数为四次。

进一步地，所述步骤4中实施混合气加浓控制措施是从原本当量混合气1ambda＝1.0加浓至1ambda＝0.75的混合气，更有利于降低超级爆震异常燃烧趋势。

进一步地，根据实验优化结果，将所述步骤8中的工作负荷具体降至为原工作负荷的80％。

进一步地，所述阈值通过整车加速度传感器采集座椅坐垫上方、座椅靠背以及脚支撑面的加速度信号，经计算得到整车加权加速度的有效值，并以此来评判整车的平顺性。

进一步地，所述整车加权加速度的有效值的阈值范围分为三类：

当所述阈值小于0.35m/s

当所述阈值处于0.35m/s

当所述阈值处于0.5m/s

本发明带来了以下有益效果：

本发明所述的一种增压汽油机超级爆震异常燃烧的控制处理方法，通过采用循序渐进的加浓混合气、减小气门重叠角、降低发动机负荷以及最终断油的处理方法，有效地控制了增压汽油机超级爆震异常燃烧频发的现象，同时还兼顾了整车驾驶的平顺性，在有效保护发动机不被损坏的同时，提升了整车用户的驾驶体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种增压汽油机超级爆震异常燃烧的控制处理方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种增压汽油机超级爆震异常燃烧的控制处理方法，是在增压汽油机发生超级爆震异常燃烧后，同时保证发动机工作稳定性的前提下，对发动机进行保护，以避免整车驾驶不平顺，其具体步骤包括：

步骤1，首先通过爆震传感器采集爆震信号(采集振动信号)，并由传感器信号处理模块对所述爆震信号进行积分处理。

步骤2，发动机控制器ECU通过实时在线检测积分处理后的爆震信号，对其进行分析并判断超级爆震异常燃烧连续发生的次数及气缸位置。

步骤3，若未检测到发生超级爆震异常燃烧，发动机控制器ECU则按原定工况与参数设置运行，若检测到某气缸内发生一次超级爆震异常燃烧，则进入步骤4。

步骤4，实施混合气加浓控制措施,一般是从原本当量混合气1ambda＝1.0加浓至1ambda＝0.75的混合气，更有利于降低超级爆震异常燃烧趋势。具体操作是指发动机控制器ECU通过增加喷油器的喷油时间，使所述喷油器的喷油量增加，并在保持进气量不变的前提下加浓气缸内下一工作循环的燃油/空气混合气，以降低气缸内的温度，并保持一段时间，该时间段的长短是根据发动机和整车的具体情况通过试验进行优化设置，持续时间一般设定在5秒，也可根据后续不同实验条件的优化结果进行调整，同时在加浓混合气的持续时间5秒内持续检测超级爆震异常燃烧的发生情况与整车的加权加速度。

步骤5，在加浓混合气的持续时间内，若检测到在预设时间内未继续发生超级爆震异常燃烧，或整车的加权加速度超出阈值，发动机控制器ECU则控制喷油器的喷油量恢复到超级爆震异常燃烧之前的供油量值，并中断混合气加浓控制措施，在加浓混合器的持续时间内，若在预设时间内检测到连续发生两次超级爆震异常燃烧，且整车的加权加速度在阈值范围内，则进入步骤6。

需要说明的是，所述阈值通过整车加速度传感器采集座椅坐垫上方、座椅靠背以及脚支撑面的加速度信号，经计算得到整车加权加速度的有效值，并以此来评判整车的平顺性，并将整车加权加速度的有效值的阈值范围分为三类：当所述阈值小于0.35m/s

具体评判标准如下表所示。

表1整车舒适度评价标准

步骤6，发动机控制器ECU通过控制可变气门正时机构(VVT)减小进气和排气门的气门相位重叠角，并保持一段时间，以降低气缸内的高温残余废气量。，调整进排气VVT的保持时间段的长短也是根据发动机和整车的具体情况通过试验进行优化设置的，一般将初始设定在10秒(也可根据后续不同实验条件下的优化结果进行调整)，同时在预设时间5秒内持续检测超级爆震异常燃烧的发生情况和整车的加权加速度。

步骤7，若在预设时间5秒内检测到内未继续发生超级爆震异常燃烧，或整车的加权加速度值超过0.5m/s

步骤8，发动机控制器ECU通过推迟火花塞的点火时刻、减小增压器增压压力以及减小发动机进气量措施，以降低发动机的工作负荷、气缸内的燃烧温度和压力，并保持一段时间，降低工作负荷的保持时间段的长短也是根据发动机和整车的具体情况通过试验进行优化设置的，一般初始设定在10秒-30秒，设定降低工作负荷为原工作负荷的80％，且上述设定值也可根据后续不同实验条件下的优化结果进行调整，同时在该时间段的5秒内持续检测超级爆震异常燃烧的发生情况和整车的平顺性。

步骤9，在降低工作负荷的保持时间内，发动机控制器ECU对超级爆震异常燃烧情况进行检查，同时检查整车的加权加速度，若在预设时间5秒内检测到未继续发生超级爆震异常燃烧，或整车的加权加速度超出阈值，即整车加权加速度值超过0.5m/s