..基于带通滤波电控柴油机各缸不均匀性控制1周泉，王贵勇，申立中昆明理工大学云南省内燃机重点实验室，昆明(650224)摘要：以云内动力YN30电控柴油机为研究载体，设计一种基于带通滤波的控制各缸均匀性的算法。首先通过曲轴信号传感器获取瞬时转速信号，经过低通滤波、重采样等处理后，根据发动机当前转速频率，以带通滤波的形式获取各缸不均匀性特征，再以PI算法量化不均匀得到具体各缸所需修正的油量。最终在实验室台架上对各缸喷油量进行相应的修正，并再次采集瞬时转速以验证各缸不均匀的变化情况。关键词：带通滤波，各缸均匀性，控制，瞬时转速中图分类号：TK421文献标识码：ＡControlforCylinderImbalanceofElectronic-controlledDieselBasedonBandpassFiltersZHOUquan，WANGguiyoug,SHENLizhongProvincialKeyLabofICEngine，ScienceandTechnologyUniversityofKunming，Kunming,PRC(650224)Abstract：UsingYN30electronic-controlleddieselofKUNMINGYUNNEIPOWERascarrier,analgorithmwhichisbasedonbandpassfilterswasdesigned.Firstlyinstantaneousspeedsignalwasaccessedthroughthecrankshaftsignalsensors,thenitwasprocessedbylow-passfilterandresample.Accordingtospeedfrequencyandintheformofbandpassfilters,theuniformityofcylinderbycylinderwasobtained.Inordertogainthespecificoilcorrection,PIalgorithmwasused.Finally,thecorrectionwasperformedintheexperimentalbed,afterthattheinstantaneousspeedsignalwilldetectedagaintocheckthesituationofuniformity`schange.Keywords:Bandpass,Cylinderbycylinderuniformity,Control,Instantaneousspeed1．引言在电控柴油机运行的过程中，许多因素都可能引发各缸工作不均匀。例如各缸喷油不均摩擦阻力不均，缸内密封不均等等。各缸工作的不均匀可能导致发动机噪声、振动变大、恶化发动机的NVH特性、缩短使用寿命，尤其是当发动机处于低怠带工况下时，因各缸不均匀性所带来的规律性抖动最为明显。在高档轿车柴油机上，对舒适性要求极高，各缸均匀性的检1作者简介：周泉（1985—），男，硕士研究生，研究方向为柴油机电控技术.(270613867@qq.com)通讯作者：王贵勇（1971—），男，副教授，研究方向为柴油机电控技术(wangguiyong@gmail.com)测与控制是极其必要的，同时它也成为现代发动机OBD系统中的重要组成模块。各缸工作不均匀性的检测是一个高精度的动态信号采集过程，不均匀性的提取涉及到DSP，以及发动机动力学特性。不均匀性的检测与调整都需要在某些特定的工况下进行（主要受当前转速、主喷油量的限制）。图1为整个功能模块的信号流程，首先对电控柴油机曲轴端原配磁电式传感器的信号进行精确的测量，获取准确的瞬时转速变化信息，经过带通滤波等各类数字信号处理后，计算出各缸的修正油量并输出到油量调节模块中，再综合当前发动机工况来调整各缸的不均匀性。在这里对各缸油量的修正是逐次完成的，当各缸油量得到修正后，再次测量曲轴信号进行反馈，并计算下次的修正量，如此反复直到将各缸不均匀性修正到一定范围内。2．瞬时转速信号的检测如图2所示，YN30电控柴油机的曲轴上有专门用于信号检测的信号齿（矩形，不同于启动齿圈），信号齿的数量为60-2个，其中的两个缺齿用于判缸。每个齿在经过磁电传感器时会产生一个正弦电压信号。再以2V触发方波上升沿，以0V触发下降沿，再以下降沿为基准将正弦信号量化为方波信号，如图3所示。将图3中各个方波信号的周期准确读取出来就得到了可以体现瞬时转速变化的时段信号，如图4(a)所示。在这里由于各缸轮流做功所引起的时段大小变化是非常微小的量，数量级在10-5到10-6秒之间，这就要求对曲轴电压信号的A/D转化频率不得低于250K赫兹，以确保足够的测量精度。如果将曲轴每转认作是60个齿（将两个缺齿补上），经过运算可知，每个齿的倒数就是瞬时转速（r/m），如图4(b)。但在程序设计中为了避免除法运算，在整个运算过程中都直接使用时段信号来表征瞬时转速图1信号流程图Fig.1Thesignalprocess图2曲轴传感器与信号齿Fig.2Thecrankshaftsensorsandsignaltooth图3曲轴...