[发明专利]组合脉谱对发动机点火闭合角控制的方法

说明书

技术领域

组合脉谱对发动机点火闭合角控制的方法，属于汽车汽油发动机控制领域。

背景技术

车用汽油发动机的控制主要分为点火控制和喷油器控制；其中，点火控制分为点火提前角控制与点火闭合角控制。点火提前角与点火闭合角控制由电子点火装置实施；电子点火装置由信号发生器(由控制单元ECU给出)、点火线圈、电子控制模块及火花塞构成。目前使用的电子点火装置大多具有可变闭合控制，一般是保证点火闭合角的相对闭合率与转速正比，以保证点火闭合时间相对恒定，从而保证点火功率开关对不同的转速恒流输出。

在控制过程中，控制单元以发动机转速为基本控制条件查点火闭合角控制脉谱参数，并且根据各相关传感器反映的发动机状态条件对控制脉谱参数进行修正输出，控制执行器对目标进行控制。控制分为开环控制和闭环控制。开环控制采用开环控制闭合角法，即在高速时，通过控制电路使闭合角增大，相应初级线圈的通电时间与低速时的通电时间大体保持一致。闭环控制是在点火线圈初级回路加反馈电阻控制闭合率法，当发现某一周期初级断开电流变化量超过阈值时，接着在下一个或几个周期内调整相对闭合率，使初级断开电流总趋于某一设定值附近，从而实现恒流输出。

目前常用的余量闭合角法是利用恒流反馈作用控制相对闭合率大小，如在某一转速初级电流达到预定的恒流阈值，该阈值反馈于闭合角控制发生器，电路则延迟15％相对闭合率，若达不到恒流阈值，则控制最大相对闭合率为75％。

点火闭合角的控制脉谱参数是发动机的转速和电瓶电压的函数。

上述控制方法在汽油发动机上得到很好的应用，但现有的脉谱控制策略对下列问题无能为力：

(1)各传感器及执行器件的制造偏差及使用一段时间的磨损及老化引起的工作特性改变，更换配件引起的匹配偏差等，从而使控制精度变差；

(2)环境、季节的改变，各种工作介质的的变化(如机械油的粘度改变等)造成自身负荷改变、各种电器及辅助动力的接入改装、对发动机的操控等引起的负荷变化；以及负荷变化造成的电压突变等；

(3)在台架对控制单元优化时测量仪器及处理手段引起的的测量偏差以及未曾考虑在内的其它未知因素等；

(4)各传感器的信号传递时滞、控制单元的运算过程时滞、执行器件的运动时滞等带来的控制实时性偏差等；

(5)爆燃安全距离和定步长调整法造成功率损失与油耗增加。

以上这些因素的影响仅靠台架样机优化的基本点火闭合角脉谱参数显然偏离控制目标；以各传感器反馈的各种状态信号由于各种时滞效应，虽对控制脉谱参数进行修正，但不能完全控制目标偏差，影响点火能量，使发动机未能达到合理的使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对目前汽油发动机的控制方式所存在的问题，提供一种能在工作过程中根据发动机相关特性改变和发动机使用条件改变而自适应生成动态脉谱的策略，进而提供一种动态脉谱参数与原有样机台架确定的基本脉谱参数组合控制的组合脉谱参数对发动机点火闭合角控制的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该组合脉谱对发动机点火闭合角控制的方法，其特征在于：包括基本点火闭合角脉谱参数和动态点火闭合角脉谱参数，基本点火闭合角脉谱参数是经过台架标定或经过台架及道路参数优化标定的脉谱参数，动态点火闭合角脉谱参数为自适应生成的发动机在线自标定和自优化控制脉谱参数，基本点火闭合角脉谱参数和动态点火闭合角脉谱参数构成组合脉谱参数，该组合脉谱参数通过控制系统按控制策略对汽油发动机进行点火闭合角进行自适应控制。

脉谱参数的组成是不同工况分区的若干个子脉谱参数区域之和，每个区域都按该区域的控制目标值分为闭环控制目标和开环控制区域。

控制系统包括微处理器、小脑关节控制器CMAC、铁电存储器、传感器信号、信号调理电路、电源检测、功率驱动电路、点火模块，传感器信号通过信号调理电路与微处理器相连，铁电存储器与小脑关节控制器CMAC控制器互联，小脑关节控制器CMAC与微处理器互联，微处理器与功率驱动电路相连，功率驱动电路与点火模块相连。

动态点火闭合角脉谱参数的生成方法是，根据转速、电瓶电压工况条件和使用条件的变化以及发动机自身因素变化学习生成的一系列自适应参数，该自适应参数在工作过程中按工况依据条件变化自适应学习，不断经验聚类，反复应用和实时修正而不断刷新；如利用曲轴位置加速度等信号值的经验聚类，自适应学习生成不同工况及条件下的动态脉谱参数，这些自适应生成的点火闭合角动态脉谱参数是一系列自标定的闭合率值。

动态点火闭合角脉谱参数的生成方法由以下几个步骤产生：