[发明专利]组合脉谱对发动机点火正时控制的方法

说明书

技术领域

组合脉谱对发动机点火正时控制的方法，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。

在控制过程中，控制单元根据基本控制条件查控制脉谱，并且根据各传感器反映的发动机状态条件对控制脉谱进行修正输出，控制各执行器对目标进行控制。控制分为开环控制和闭环控制。

对发动机点火正时的开环控制主要依据三个基本信号输入，即进气流量信号和节气门信号确定的发动机负荷信号、发动机转速信号和曲轴位置信号；闭环控制是利用爆震传感器的信号反馈对点火系统进行调节；控制过程是采用点火提前角的预控制时保留一定的爆燃安全距离法，即控制系统通过爆震传感器识别出某缸发生爆燃后，将该缸的点火提前角推迟一定的角度(目前普遍的做法是推迟步长为3℃A)，直至没有爆燃发生；然后再按照设定的周期恢复点火角提前(目前普遍的做法是提前步长为0.75℃A)，直至没有爆燃发生，则恢复到预设点火提前角。由于考虑油品质量、气候环境等因素，在台架样机标定时都留有保守的爆燃安全距离，从而影响功率及油耗。

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)、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；

(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只应用台架优化的基本点火脉谱显然偏离控制目标；以各传感器反馈的各种状态信号由于各种时滞效应只能对控制数据修正局部的偏差，而不能完全控制目标偏差，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参数的策略，进而提供一种与原有台架标定的脉谱参数组合控制的组合脉谱参数对发动机控制的方法。

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正时控制的方法，其特征在于：包括基本脉谱参数和动态脉谱参数，基本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，动态点火正时脉谱参数是控制系统自学习在线自标定和自优化生成的脉谱参数，基本点火正时脉谱参数和动态点火正时脉谱参数构成组合脉谱参数，通过控制系统按点火正时控制策略对汽油发动机点火正时进行自适应控制。

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，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。

动态点火正时脉谱参数的生成方法是，根据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点火正时自适应参数，该点火正时自适应参数在工作过程中按工况依据条件变化对点火正时自适应学习和经验聚类，反复应用和实时修正而不断刷新；

动态点火正时脉谱参数的生成方法由以下几个步骤产生：

a、点火正时脉谱生成区域的确定：以某一工况条件下的控制点火正时的基本修正脉谱，以及表征此刻工况条件的相关各特征信号值为数据节点，以该节点的基本修正脉谱参数y为中心值，确定Δy，对Δy的确定将考虑如下几个方面，其一是以期望点火正时和实际点火正时偏差，其二是经选频检波的爆震信号选通概率在5％以内，其三是火焰信号角小于一个给定的阈值；对以上三方面确定取小后，按进气压力的变化率与曲轴转角加速度双因素拟合，确定基本参考半径，找出动态脉谱生成区域(y-Δy，y+Δy)；