爆震標定指導(dǎo)書

1、北京銳意泰克汽車電子有限公司爆震標定指導(dǎo)書制定： 校對： 審核 :北京銳意泰克汽車電子有限公司年月日地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室第 1 頁 共15頁電話 : （ 010） 80361892/80361893/80361968傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司目錄爆震標定指導(dǎo)書 1.1、目的 3.2、標定對象 3.3、標定過程 1（其一，借助于燃燒分析儀） 33.1 標定步驟 4.3.2 分析及標定結(jié)果 4.3、標定過程 1（其 2，借助 AD 采集卡和爆震傳感器標定） 53.1 標定過程 5.3.2 數(shù)據(jù)分析及標定結(jié)果

2、 6.3.3 頻率驗證 7.4、標定過程 2（使用兩種方法同） 8.4.1 標定爆震信號的增益 8.4.2 標定爆震閾值 9.4.3 標定點火延遲角 1.04.4 標定爆震控制的進氣閾值 1. 14.5 爆震檢驗 1.25、附1.2.5.1 附 1（使用燃燒分析儀的 MATLAB 程序） 1. 25.2 附 2（8101 的工作“控制字”）1. 35.3 附 3（使用爆震傳感器時的 MATLAB 程序） 1. 4地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室第 2 頁 共15頁電話 : （ 010） 80361892/80361893/80361968傳真：（ 0

3、10）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司1、目的本手冊用于指導(dǎo)標定工程師在臺架上進行發(fā)動機的爆震標定。2、標定對象1、不同轉(zhuǎn)速下的爆震中心頻率；2、不同工況下發(fā)生爆震的曲軸轉(zhuǎn)角范圍（爆震窗口）3、不同工況下判斷是否發(fā)生爆震的判斷閾值4、不同工況下爆震開啟的負載閾值3、標定過程 1（其一，借助于燃燒分析儀）在發(fā)動機各缸內(nèi)裝缸壓傳感器， 并連接到高速 AD 采集卡， 經(jīng)終端采集軟件 分析數(shù)據(jù)及判斷缸壓的變化判定是否有爆震發(fā)生， 如圖 1 所示。具體信息可參考 。圖1 終端軟件界面圖地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室第 3 頁 共15頁電話 : （

4、 010） 80361892/80361893/80361968傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司3.1 標定步驟1、暖機到正常工作溫度；2、將發(fā)動機控制在某一需要標定的工況點穩(wěn)定運行；3、分別調(diào)節(jié)點火提前角 C_IGA_AS_x（ x 代表各缸）使得發(fā)動機發(fā)生爆震， 燃燒分析軟件“爆震顯示區(qū)”有尖三角出現(xiàn)；4、記錄數(shù)據(jù)；5、選取爆震典型的燃燒周期，導(dǎo)出缸壓數(shù)據(jù)（文本格式）并使用MATLAB軟件分析進行 FFT 分析得到爆震中心頻率（程序見附 1），參考 8101的 工作特性將“控制字”寫入SAM2000里表 ID_FIL_FRQ_KNK_x ；（見附 2）6、根據(jù)

5、燃燒分析軟件判斷爆震的曲軸始末轉(zhuǎn)角（爆震窗口） ；3.2 分析及標定結(jié)果對導(dǎo)出的缸壓信號進行 FFT 分析，結(jié)果如圖 2 所示，根據(jù)分析，爆震中心 頻率為 7.32KHz，該頻率對應(yīng) 8101芯片的“控制字” 42，標定結(jié)果如圖 3 所示。圖 2 FFT 分析結(jié)果圖 3 SAM2000 標定表格再根據(jù)采集的有爆震的缸壓信號確定爆震窗口，主要根據(jù)缸壓變化的范 圍確定，如圖 4 所示，確定過程中需要注意，爆震發(fā)生的時間不太一樣，確定的 爆震窗口要能夠涵蓋所有采集數(shù)據(jù)的爆震周期。地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室第 4 頁 共15頁電話 : （ 010） 8

6、0361892/80361893/80361968傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司圖 4 爆震窗口的確定3、 標定過程 1（ 其 2，借助 AD 采集卡和爆震傳感器標定）燃燒分析儀較貴， 在經(jīng)濟不允許的條件下采用高速 AD 采集卡和爆震傳感器 采集爆震信號進行分析。3.1 標定過程1、連接爆震采集裝置：爆震傳感器的兩個信號輸出腳分別連接數(shù)據(jù)采集器 的同一個采集通道的信號輸入端以及信號屏蔽線。同時，信號采集器的 外殼要求可靠接在實際地上（可以采用導(dǎo)線將采集器外殼與暖氣片等連 通以接地，目的去除 50Hz載波的干擾，以便于分辨爆震信號） ，如圖 5所 示；2、暖機到正

7、常工作溫度；3、將發(fā)動機控制在某一需要標定的工況點穩(wěn)定運行；4、分別調(diào)節(jié)點火提前角 C_IGA_AS_x （ x 代表各缸，下同）使得用耳朵能 聽到發(fā)動機發(fā)生明顯爆震；5、記錄有爆震的數(shù)據(jù)時間不小于 5 秒；地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室 第 5 頁 共15頁 電話 : （ 010） 80361892/80361893/80361968傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司6、選取典型的含有爆震的信號周期， 使用 MATLAB 軟件分析爆震頻率 （程 序見附 3），參考 8101的工作特性將“控制字”寫入 SAM2000 里

8、表 ID_FIL_FRQ_KNK_x ；7、待補（確定爆震窗口）圖 5 爆震傳感器與信號采集器接線圖3.2 數(shù)據(jù)分析及標定結(jié)果由于采用爆震傳感器采集的數(shù)據(jù)相當龐大， 并且由于高負荷時的機械振動造 成的噪聲干擾相當嚴重， 因此此方法需要大量的時間進行數(shù)據(jù)處理、 分析及篩選。由于使用的采集器軟件只能同時采集 8 個通道的數(shù)據(jù)，實際上我們只需要 一個通道的數(shù)據(jù)， 首先要求進行格式轉(zhuǎn)換， 原采集軟件由于采集速度的要求， 從 軟件格式上有所限制，因此首先需要讀取原軟件的數(shù)據(jù)，截取后轉(zhuǎn)換為 XLS 格 式，對轉(zhuǎn)換后的 XLS 格式的數(shù)據(jù)，刪除不需要的通道（該軟件生成的數(shù)據(jù)分為 8 列，從頭至尾依次為第 1

9、 至第 8 通道的數(shù)據(jù)，按照要求刪除不需要通道的數(shù) 據(jù)），然后對數(shù)據(jù)進行分析。典型爆震信號 FFT 分析的結(jié)果如圖 6 所示，去除機 械振動的噪聲后可以分析出爆震的中心頻率為 7.58KHz ，8101“控制字”為 43。地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室 第 6 頁 共15頁 電話 : （ 010） 80361892/80361893/80361968 傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司圖6 典型爆震的 FFT分析結(jié)果3.3 頻率驗證由于噪聲的干擾及處理方法的不成熟， 有時通過爆震傳感器得到的爆震頻率 可能有所偏差，需要對

10、計算的頻率進行驗證。具體做法是：控制發(fā)動機在 ID_FIL_FRQ_KNK_x 表的各個斷點轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，然后通過 C_IGA_AS_x 表分 別提高每一個氣缸的點火提前角，直到能聽到明顯的爆震聲音為止。打開 SAM2000的示波器，觀察此缸的 knks_x值與 nl_x值，如果這兩個變量的變化曲 線如圖 7 所示，則說明此頻率并不是此缸此轉(zhuǎn)速的爆震特征頻率，需要根據(jù) 3.2 步的結(jié)果重新選擇爆震特征頻率值，然后重新填寫此缸的 ID_FIL_FRQ_KNK_x 表。完成調(diào)整以后，需要重復(fù)上述步驟，直到采集到的此缸 knks_x 值與 nl_x 值 的變化曲線如圖 8 所示，才可以進行下一步工作

11、。地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室第 7 頁 共15頁電話 : （ 010） 80361892/80361893/80361968傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司圖 7 頻率不恰當時 knks 與 nl 曲線圖 8 頻率恰當時 knks 與 nl 曲線注意：只有在驗證了各缸、所有斷點的爆震中心頻率后，才能進行后續(xù)工 作！4、標定過程 2（使用兩種方法同）4.1 標定爆震信號的增益標定表 IP_GAIN_KNK_x ，如圖 9 所示，使得沒有發(fā)生爆震時的 KNKS_x地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園

12、內(nèi) C座5層506室 第 8 頁 共15頁 電話 : （ 010） 80361892/80361893/80361968傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司 在 1-2V 范圍內(nèi)變化。注意，標定前，先觀察該工況下發(fā)生爆震時的 KNKS_x 有 多大，然后調(diào)節(jié) IP_GAIN_KNK_x 使得未發(fā)生爆震時的 KNKS_x 是發(fā)生爆震時 的 KNKS_x 的 50 70。圖 9 標定爆震增益4.2 標定爆震閾值標定表 ID_FAC_THD_KNK_x ，確定某一工況下的爆震閾值， 如圖 10 所示 在某一工況點下，調(diào)節(jié)表 C_IGA_AS_x 使得發(fā)動機發(fā)生爆震，記錄下此

13、時的 KNKS_x ，記為 KNKS_REF ，然后調(diào)節(jié) ID_FAC_THD_KNK_x ，使得 KNKS_x 為 KNKS_REF 的 40% 70。地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室第 9 頁 共15頁電話 : （ 010） 80361892/80361893/80361968傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司圖 10 標定閾值影響系數(shù)4.3 標定點火延遲角為使 ECU 判斷出爆震后對其進行控制，需要標定 ID_IGA_DEC_KNK_i （i 1，2）以控制爆震，圖 11 所示。標定方法如下：在標定完基本點火角的情況

14、 下，將發(fā)動機固定在 ID_IGA_DEC_KNK_i 的斷點上，逐步增大點火角直至發(fā)動 機發(fā)生爆震，然后后推點火角至消除爆震，則后推的點火角就是表 ID_IGA_DEC_KNK_i 的標定數(shù)據(jù)。正常情況下，該表的標定值與基本點火角的 標定以及標定工程師的經(jīng)驗相關(guān)， 如果不是很熟悉，可以沿用西門子 372 的數(shù)據(jù)。地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室 第 10 頁 共 15頁 電話 : （ 010） 80361892/80361893/80361968傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司圖 11 標定后推點火角4.4 標定爆震控

15、制的進氣閾值為使得爆震控制能打開，需要標定表 IP_MAF_MIN_KNK ，如圖 12 所示。 標定方法如下：控制水溫在斷點水溫（如果不能控制，則控制水溫為 90 度），發(fā) 動機在表的斷點轉(zhuǎn)速下以最小 MAF 運轉(zhuǎn)，將點火角增加 35 度，如果有爆震， 則該 MAF 就是標定值， 如果沒有爆震，先將點火角“復(fù)位”，再將 MAF 增加 30 50 后，增大點火角 35 度，看是否爆震，如果有爆震，則該 MAF 就是需要的 標定值，否則重復(fù)以上步驟直到標定結(jié)束。圖 12爆震控制進氣閾值地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室 第 11 頁 共 15頁 電話 :

16、 （ 010） 80361892/80361893/80361968傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司4.5 爆震檢驗標定完爆震后需要進行爆震檢驗以確認標定的正確與否。 方法如下： 將所有 爆震屏蔽全部打開， 使發(fā)動機在某一工況下運轉(zhuǎn)， 逐步增加點火角使發(fā)動機爆震， 同時使用 SAM2000 進行監(jiān)測，如果 LV_KNK=1 ，并且 IGA_KNK_i 有數(shù)，則爆震已經(jīng)可以控制，標定結(jié)果合適，如圖 13 所示。圖 13 爆震控制驗證5、附5.1 附 1(使用燃燒分析儀的 MATLAB 程序)cleara=load( F:5000rpm300.txt );p=a(:,

17、2);n=5000; %需要輸入轉(zhuǎn)速 sample=28800*n/1800;N=5;Wn=2000 20000/sample;b,a=butter(N,Wn);e_signal=filter(b,a,p);dft_signal=fft(e_signal); f=(0:length(dft_signal)-1)*sample)/length(dft_signal); ample=abs(dft_signal);地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5層506室 第 12 頁 共 15頁 電話 : （ 010） 80361892/80361893/80361968傳真：

18、（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司figure(1)plot(ample)figure(2)plot(f(1:length(dft_signal)/2),ample(1:length(dft_signal)/2) grid onxlabel( 爆震頻率 )ylabel( 爆震幅值 )5.2 附 2（8101 的工作“控制字” ）DECIMALVALUE(D4D0)INTEGRATOR TIME CONSTANT ( SEC)BAND-PASSFREQUENCY (kHz)GAINDECIMALVALUE(D4D0)BAND-PASS FREQUENCY (kHz)GAIN

19、0401.222324.950.4211451.261.882335.120.42501.311.778345.290.3813551.351.684355.480.3644601.41.6365.680.3485651.451.523375.90.3336701.511.455386.120.327751.571.391396.370.3088801.631.333406.640.2969901.711.28416.940.286101001.781.231427.270.276111101.871.185437.630.267121201.961.143448.020.258131302.

20、071.063458.460.25141402.181468.950.236151502.310.944479.50.222161602.460.8954810.120.211171802.540.854910.460.2182002.620.815010.830.19192202.710.7735111.220.182202402.810.7395211.650.174212602.920.7085312.10.167222803.030.685412.60.16233003.150.6545513.140.154243203.280.635613.720.148253603.430.607

21、5714.360.143264003.590.5865815.070.138274403.760.5675915.840.133284803.950.5486016.710.129地址：北京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西環(huán)南路 18 號匯龍森國際企業(yè)科技園內(nèi) C座5 層506 室 第 13 頁 共 15 頁 電話 : （ 010） 80361892/80361893/80361968傳真：（ 010）80361891北京銳意泰克汽車電子有限公司295204.160.56117.670.125305604.390.4716218.760.118316004.660.4446319.980.1115.3 附 3（使用爆震傳感器時的 MATLAB 程序）1、提取信號的程序clearclf爆震項目 數(shù)據(jù)采集 472 自制系統(tǒng) 213.xls);kk=tt(:,1);mv=mean(kk);bb=kk-mv;figure(1)plot(bb)grid oncc=bb(180000:181000); %這里是提取的包含明顯爆震信號的1000個點figure(2)plot(cc)grid on2、傅立葉變換程序clearclf爆震項目 數(shù)據(jù)采集 472 自制系統(tǒng) 213.txt);sample=100000;m n=size(tt);t=1:m;signal_t=t/sample;sign