[发明专利]一种最优点火提前角的确定方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车发动机电控系统标定的领域，更具体的涉及汽车发动机最优点火提前角的确定方法。

背景技术

点火提前角是指从点火时刻起到发动机活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度。混合气从点燃、燃烧到烧完有一个时间过程，最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程，这样效率最高，振动最小，温升最低。

传统的点火提前角的确定方法是在某个转速和负荷下，在不出现爆震的情况下尽可能使转矩变大，这样做的目的是为了满足动力性的要求。但在这种传统的点火提前角的确定方法中都没有考虑排放尾气，实际上尾气中CO、HC、NOx值在一定程度上能够反应混合气的燃烧状态，而这种燃烧状态直接影响最佳点火提前角的数值，因此排放中的尾气成分在一定程度上也能够反映点火提前角的大小，在对点火提前角进行标定时，同时考虑动力性和排放性能够极大的提高点火提前角的确定精度，本发明正是基于这一出发点提出。

发明内容

本发明针对标定点火提前角时只考虑到动力性，而未考虑排放性这一现状，采用了一种新的标定计算方法，利用这种计算方法可以更加精确的将点火提前角确定在最优状态，极大的提高发动机的工作效率，同时在催化器等同的条件下使排放降到最低。

本发明所采取的技术方案为：

一种最优点火提前角的确定方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）、使发动机稳定工作于某一工况节点，并将点火提前角调至发动机稳定运转的最小角度，并记录此时发动机的动力性能指标值和排放性能指标值；

（2）、以预定步长逐步增大点火提前角，同时记录各点火提前角所对应的动力性能指标值和排放性能指标值，直至不发生爆震的最大点火提前角； 

（3）、以点火提前角为自变量                                                、以对应的动力性能指标值和排放性能指标值为应变量，通过拟合得到动力性能指标与点火提前角之间的函数关系、排放性能指标与点火提前角之间的函数关系；

（4）、结合动力性能指标、排放性能指标本身的权值和其对应的函数关系，确定该工况节点下点火提前角的总体目标函数；

（5）、求取上述总体目标函数的极值，该极值点所对应的点火提前角数值，即为该工况节点下的最优点火提前角。

进一步的上述确定方法中，步骤（1）中同时使发动机工作在理论空燃比。

进一步的上述确定方法中，步骤（3）中所述函数关系的确定方法包括：

根据点火提前角和对应的动力性能指标值、排放性能指标值绘制点火提前角与动力性能指标间的拟合曲线、点火提前角与排放性能指标间的拟合曲线；

通过拟合算法程序将得到的拟合曲线表达成对应的函数关系。

进一步的上述确定方法中，步骤（4）中的总体目标函数为：

，其中为动力性能指标的权值，为排放性能指标的权值，为动力性能指标与点火提前角之间的函数关系，、分别为函数关系的最大值与最小值，为排放性能指标与点火提前角之间的函数关系，、分别为函数关系的最大值与最小值。

进一步的上述确定方法中，步骤（4）中的总体目标函数为：

，其中为动力性能指标的权值，为排放性能指标的权值，为动力性能指标与点火提前角之间的函数关系，、分别为函数关系的最大值与最小值，为排放性能指标与点火提前角之间的函数关系，、分别为函数关系的最大值与最小值。

进一步的上述确定方法中，所述的动力性能指标具体为发动机转矩Tq、所述排放性能指标为发动机尾气中的排污物浓度。

进一步的上述确定方法中，所述排污物为一氧化碳CO、碳氢化合物HC和氮氧化物NO_x。

进一步的上述确定方法中，所述函数关系包括：转矩Tq与点火提前角之间的拟合函数关系、碳氢化合物HC与点火提前角之间的拟合函数关系、一氧化碳CO与点火提前角之间的拟合函数关系、氮氧化物NO_x与点火提前角之间的拟合函数关系。

进一步的上述确定方法中，所述总体目标函数为：