專利名稱：組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，屬于汽車汽油發(fā)動機(jī)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
車用汽油發(fā)動機(jī)的控制主要分為點(diǎn)火控制和噴油器控制。
在控制過程中，控制單元根據(jù)基本控制條件查控制脈譜參數(shù)，并且根據(jù)各傳感器反映的發(fā)動機(jī)狀態(tài)條件對控制脈譜參數(shù)進(jìn)行修正輸出，控制各執(zhí)行器對目標(biāo)進(jìn)行控制?？刂品譃殚_環(huán)控制和閉環(huán)控制。
對噴油器控制主要是檢測進(jìn)氣流量，通過進(jìn)氣流量信號和其它傳感器信號按不同的工況，計(jì)算噴油時(shí)間來決定噴油量；對噴油量的控制實(shí)際上就是控制空燃比。閉環(huán)控制是通過氧傳感器檢測排氣中的氧含量，由此而測出發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)混合氣空燃比的稀濃，將其信號反饋到中央控制器ECU中與設(shè)定的目標(biāo)空燃比進(jìn)行比較后得出誤差信號，確定噴油脈寬，使空燃比保持在設(shè)定目標(biāo)值附近?，F(xiàn)用的空燃比閉環(huán)控制大多是把空燃比控制在理論空燃比14.7附近的一個(gè)很窄范圍內(nèi)；這種原因是為滿足排放要求而使用三元催化裝置以犧牲部分經(jīng)濟(jì)性和動力性為代價(jià)的。而在大多數(shù)工況下都要解除閉環(huán)控制而進(jìn)入開環(huán)控制(如發(fā)動機(jī)起動、曖機(jī)、怠速、大負(fù)荷、加減速)。
上述控制方法在汽油發(fā)動機(jī)上得到很好的應(yīng)用，但現(xiàn)有的脈譜參數(shù)控制策略對下列問題無能為力 (1)各傳感器及執(zhí)行器件的制造偏差及使用一段時(shí)間的磨損及老化引起的工作特性改變，更換配件引起的匹配偏差等，從而使控制精度變差； (2)環(huán)境、季節(jié)的改變，各種工作介質(zhì)的的變化(如機(jī)械油的粘度改變等)、各種電器及輔助動力的接入改裝、對發(fā)動機(jī)的操控等引起的負(fù)荷變化； (3)在臺架對控制單元優(yōu)化時(shí)測量儀器及處理手段引起的的測量偏差以及未曾考慮在內(nèi)的其它未知因素等； (4)各傳感器的信號傳遞時(shí)滯、控制單元的運(yùn)算過程時(shí)滯、執(zhí)行器件的運(yùn)動時(shí)滯等帶來的控制實(shí)時(shí)性偏差等。
以上這些因素的影響只應(yīng)用樣機(jī)臺架優(yōu)化的基本脈譜參數(shù)顯然在以上情況變化時(shí)偏離控制目標(biāo)；以各傳感器反饋的各種狀態(tài)信號由于各種時(shí)滯效應(yīng)只能對控制數(shù)據(jù)修正局部的偏差，而不能完全控制目標(biāo)偏差，使發(fā)動機(jī)未能達(dá)到合理的使用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對目前汽油發(fā)動機(jī)的控制方式所存在的問題，提供一種能在工作過程中根據(jù)發(fā)動機(jī)相關(guān)特性改變和發(fā)動機(jī)使用條件改變而自適應(yīng)生成動態(tài)脈譜參數(shù)的策略，進(jìn)而提供一種動態(tài)脈譜參數(shù)與原有樣機(jī)臺架標(biāo)定的基本脈譜參數(shù)組合控制的組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，其特征在于包括基本噴油脈譜參數(shù)和動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，基本噴油脈譜參數(shù)是經(jīng)過臺架標(biāo)定和經(jīng)過臺架及道路參數(shù)優(yōu)化標(biāo)定的脈譜參數(shù)，動態(tài)噴油脈譜參數(shù)是控制系統(tǒng)自學(xué)習(xí)在線自標(biāo)定和自優(yōu)化生成的脈譜參數(shù)，基本噴油脈譜參數(shù)和動態(tài)噴油脈譜參數(shù)構(gòu)成組合脈譜參數(shù)，通過控制系統(tǒng)按噴油脈寬控制策略對汽油發(fā)動機(jī)噴油器進(jìn)行自適應(yīng)控制。
脈譜參數(shù)的組成是不同工況分區(qū)的若干個(gè)子脈譜參數(shù)區(qū)域之和，每個(gè)區(qū)域都按該區(qū)域的控制目標(biāo)值分為閉環(huán)控制目標(biāo)和開環(huán)控制區(qū)域。
控制系統(tǒng)包括微處理器、小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC、鐵電存儲器、傳感器信號、信號調(diào)理電路、功率驅(qū)動電路、噴油器，鐵電存儲器與小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC互聯(lián)，小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC與微處理器互聯(lián)，傳感器信號通過信號調(diào)理電路與微處理器相連，微處理器與功率驅(qū)動電路相連，功率驅(qū)動電路與噴油器相連。
噴油脈寬動態(tài)脈譜參數(shù)的生成方法是，根據(jù)工況條件和使用條件的變化以及發(fā)動機(jī)自身因素變化學(xué)習(xí)生成的一系列自適應(yīng)參數(shù)，該自適應(yīng)參數(shù)在工作過程中按工況依據(jù)條件變化自適應(yīng)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)聚類，反復(fù)應(yīng)用和實(shí)時(shí)修正而不斷刷新； 動態(tài)噴油脈譜參數(shù)的生成方法由以下幾個(gè)步驟產(chǎn)生 a、確定動態(tài)噴油脈譜生成區(qū)域以某一工況條件下的控制噴油脈寬的基本修正噴油脈譜，以及表征此刻工況條件的相關(guān)各特征信號值為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，以該節(jié)點(diǎn)的基本修正脈譜參數(shù)y為中心值，以期望噴油脈寬和實(shí)際噴油脈寬偏差為基本參考半徑，找出動態(tài)脈譜生成區(qū)域(y-Δy，y+Δy)； b、確定動態(tài)噴油脈譜生成的尋優(yōu)區(qū)域在同維空間區(qū)域利用該數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中表征該工況的相關(guān)各特征信號值的變化率大小進(jìn)行動態(tài)噴油脈譜生成趨勢判定，從而判定更小的區(qū)域是在(y-Δy)還是在(y+Δy)一邊，確定后以(y-Δy)或(y+Δy)區(qū)域的中值為目標(biāo)逼近后的新節(jié)點(diǎn)，并且以該目標(biāo)為中心，確定新的逼近后的動態(tài)噴油脈譜生成區(qū)域，如此反復(fù)，不斷逼近，直到最小的區(qū)域min(y-Δy，y+Δy)出現(xiàn)，該區(qū)域?yàn)閷?yōu)區(qū)域； c、動態(tài)噴油脈譜的生成當(dāng)表征該工況的相關(guān)各特征信號值趨近于一個(gè)近似于零的常數(shù)ε時(shí)，以及進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)處理的相關(guān)特征信號的概率分布在允許的范圍內(nèi)，確定min(y-Δy，y+Δy)中的中值點(diǎn)ym，該點(diǎn)即為生成的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)； d、確定動態(tài)噴油脈譜重復(fù)以上過程a-c，并且在全過程小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC對噴油脈寬控制目標(biāo)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)和跟蹤，以及對偏差進(jìn)行逼近調(diào)整和進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)聚類，當(dāng)相關(guān)各特征信號值的變化率ε穩(wěn)定在一個(gè)允許的變化范圍內(nèi)時(shí)，確定該動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，存入鐵電存儲器，此時(shí)，確定的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)和所對應(yīng)的相關(guān)各特征信號值為一組數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)即為動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，該動態(tài)噴油脈譜參數(shù)的集合構(gòu)成動態(tài)脈譜； e、對動態(tài)噴油脈譜的刷新生成的動態(tài)噴油脈譜在噴油脈寬控制過程中，由于發(fā)動機(jī)自身特性及使用環(huán)境改變使其噴油脈寬控制目標(biāo)也有所變化，其所組成的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行a-d的過程時(shí)，當(dāng)確定其相關(guān)各特征信號值變化率ε改變以及相關(guān)特征信號的概率分布不在允許的變化范圍時(shí)，重新生成新的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，經(jīng)小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC對噴油脈寬控制目標(biāo)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)和跟蹤，以及對偏差進(jìn)行逼近調(diào)整和經(jīng)驗(yàn)聚類確定，對原來數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)地址單元刷新。
控制策略包括噴油脈寬組合控制策略和修正控制策略或其他控制策略。
噴油脈寬的組合控制策略和修正控制策略 a、組合作用對象作用于組合噴油脈譜，對應(yīng)于相同或非常相近的噴油脈寬查表?xiàng)l件，既有基本噴油脈譜，又有生成的動態(tài)噴油脈譜時(shí)，即作用條件是該工況所對應(yīng)的控制目標(biāo)具有動態(tài)噴油脈譜； b、組合原則；對同工況、同條件或同工況具有非常相近的條件，即數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)既有存在于基本噴油脈譜的，也有存在于動態(tài)噴油脈譜的，當(dāng)組成數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的元素中，相關(guān)各特征信號值相同而目標(biāo)參數(shù)不同時(shí)，選動態(tài)噴油脈譜參數(shù)；相關(guān)各特征信號值不完全相同但目標(biāo)參數(shù)相同時(shí)，對該不相同特征信號值分別按前一循環(huán)值與當(dāng)次循環(huán)值計(jì)算變化率，比較該變化率，取小判優(yōu)，確定噴油組合脈譜參數(shù)；相關(guān)各特征信號值相同而目標(biāo)參數(shù)相差較大時(shí)，取兩目標(biāo)中值按動態(tài)噴油脈譜生成策略進(jìn)行逼近生成新的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)插入動態(tài)噴油脈譜中； c、組合方法從動態(tài)噴油脈譜中選擇動態(tài)噴油脈譜參數(shù)后，原同工況、同條件或同工況具有非常相近的條件下的基本噴油脈譜參數(shù)被屏蔽；動態(tài)噴油脈譜參數(shù)對控制目標(biāo)進(jìn)行控制，當(dāng)被確定使用的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)在對目標(biāo)控制時(shí)，相關(guān)各特征信號值的變化率無法穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)時(shí)，放棄該動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，回到該工況、該條件下的基本噴油脈譜，應(yīng)用動態(tài)噴油脈譜生成策略重新學(xué)習(xí)生成； d、以上組合作用下，通過對部分控制目標(biāo)的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)應(yīng)用，對同一工況，或代換一部分基本噴油脈譜參數(shù)，或取代該工況下的全部基本噴油脈譜； 控制系統(tǒng)對噴油脈寬的期望目標(biāo)按修正策略以及動態(tài)噴油脈譜的生成策略、組合策略選擇最佳噴油脈寬控制目標(biāo)進(jìn)行逐步糾偏逼近控制，在控制過程中通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)聚類生成動態(tài)噴油脈譜； 在糾偏逼近中，使用的修正控制策略是 修正策略由常規(guī)修正策略和小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC的逼近修正策略組成，常規(guī)修正策略是來自反映發(fā)動機(jī)工況的相關(guān)各傳感器的特征信號值對基本噴油脈譜的修正，這一部分在常規(guī)控制方式下輸出基本修正噴油脈譜通過噴油器對噴油脈寬目標(biāo)進(jìn)行控制；小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC的逼近修正策略中，一是采用新的相關(guān)各傳感器的特征信號處理方式對不可直接測得量進(jìn)行軟測量方法推斷，以及推斷而得到軟測量特征信號值對基本噴油脈譜進(jìn)行修正；二是利用小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC通過期望目標(biāo)對實(shí)際目標(biāo)進(jìn)行糾偏，并在糾編過程中進(jìn)行權(quán)值匹配而自適應(yīng)學(xué)習(xí)相關(guān)各傳感器的特征信號值對基本噴油脈譜進(jìn)行修正；三是通過各傳感器給出的特征信號變化率，以及軟測量推定的特征信號變化率確定逼近范圍，不斷按變化率逼近最小偏差范圍對基本噴油脈譜進(jìn)行修正。
各相關(guān)傳感器信號包括油門踏板信號，發(fā)動機(jī)的曲軸位置及轉(zhuǎn)速信號、上止點(diǎn)信號、轉(zhuǎn)矩信號、噴油脈寬信號、節(jié)氣門位置信號、氧傳感器信號、燃油溫度信號、供電回路電壓信號、水溫傳感器信號、進(jìn)氣壓力信號，空燃比信號。其中，若利用輔助進(jìn)氣系統(tǒng)對空燃比強(qiáng)制調(diào)節(jié)時(shí)，對氧傳感器信號進(jìn)行了特殊的處理，即利用氧傳感器的電壓信號變化率和采集噴油脈寬變化率按空燃比改變趨勢進(jìn)行空燃比目標(biāo)逼近調(diào)節(jié)。
發(fā)動機(jī)的各相關(guān)傳感器信號變化率包括節(jié)氣門位置信號變化率、氧傳感器信號變化率、進(jìn)氣壓力信號變化率，空燃比變化率、噴油脈寬變化率及曲軸轉(zhuǎn)角加速度。
控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)與噴油相關(guān)各傳感器的特征信號變化率判定工況變化趨勢對部分時(shí)滯偏差過大的控制目標(biāo)進(jìn)行給定期望值預(yù)測控制，同時(shí)以預(yù)測控制目標(biāo)值為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，利用小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC的自適應(yīng)調(diào)整和學(xué)習(xí)能力，降低或消除各方面信號滯后帶來的誤差； 控制系統(tǒng)還根據(jù)發(fā)動機(jī)與噴油相關(guān)各傳感器的特征信號變化率判定工況變化趨勢進(jìn)行經(jīng)濟(jì)模式、動力模式、正常模式判定，在不同的控制模式下自適應(yīng)選定不同的噴油脈寬閉環(huán)控制目標(biāo)進(jìn)行控制；在控制過程中，對模式目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，并在今后的控制中依據(jù)條件的改變，不斷修改和被優(yōu)化。
工況是指中小負(fù)荷工況、大負(fù)荷工況，起動工況、加減速工況以及怠速工況。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，所具有的有益效果是由于采用了以自適應(yīng)學(xué)習(xí)方法合成的噴油組合脈譜控制方式，使得被控系統(tǒng)發(fā)生改變和未知變化對發(fā)動機(jī)的影響得到了修正，從而提高了開環(huán)控制時(shí)的控制精度和速度。也利用動態(tài)噴油脈譜參數(shù)的規(guī)劃和生成，對閉環(huán)控制目標(biāo)進(jìn)行了修正和選定，改善了發(fā)動機(jī)自身?xiàng)l件變化時(shí)反饋信號確定單一造成的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)無法響應(yīng)，通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)控制產(chǎn)生動態(tài)噴油脈譜的策略提前預(yù)測控制，最大可能的修正了各種時(shí)滯效應(yīng)帶來的控制滯后，提高了控制的實(shí)時(shí)性。



圖1本發(fā)明控制系統(tǒng)電路原理框圖； 圖2噴油脈寬控制方案示意圖； 圖3自適應(yīng)方案示意圖； 圖4實(shí)現(xiàn)控制過程程序流程框圖； 圖5控制系統(tǒng)電路原理圖。
圖1-5是本發(fā)明的最佳實(shí)施例。圖5中U1微處理器、U2緩存器、U3鎖相環(huán)、U4、U6經(jīng)運(yùn)算放大器、U5對數(shù)放大器、U7比較器、U8運(yùn)算放大器、U9反相器、U10門電路、U11鎖相環(huán)、U12時(shí)基電路、U13微處理器、U14鎖存器、U15動態(tài)儲存器、U16存儲器、U17擴(kuò)展口、U18-U19開關(guān)量驅(qū)動器、OP1-OP4光電耦合器、M1-M4噴油器、QE1-QE4功率驅(qū)動管、D1-D4穩(wěn)壓二極管、R1-R33電阻、C1-C31電容、Q1三極管、Y1-Y2晶振、S1開關(guān)。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖1-5對本發(fā)明組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法做進(jìn)一步的詳細(xì)說明 實(shí)施過程 本發(fā)明提出的組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法通過常規(guī)控制器(發(fā)動機(jī)中央控制器ECU)和小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC組成的控制系統(tǒng)根據(jù)控制策略實(shí)現(xiàn)噴油控制功能；以下結(jié)合附圖1-5對實(shí)施過程作進(jìn)一步的說明。
如圖1所示本發(fā)明的控制系統(tǒng)包括微處理器、小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC、鐵電存儲器、傳感器信號、信號調(diào)理電路、功率驅(qū)動電路、噴油器，鐵電存儲器與小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC互聯(lián)，小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC與微處理器互聯(lián)，傳感器信號通過信號調(diào)理電路與微處理器相連，微處理器與功率驅(qū)動電路相連，功率驅(qū)動電路與噴油器相連。
相關(guān)傳感器信號經(jīng)過信號調(diào)理電路輸入到微處理器。
相關(guān)傳感器信號主要包括進(jìn)氣壓力信號、節(jié)氣門位置信號、油門踏板信號、冷卻水溫度信號、氧傳感器信號、噴油脈寬信號、轉(zhuǎn)速信號、系統(tǒng)電壓變化信號等。
微處理器由32位的CPU內(nèi)核，內(nèi)置常規(guī)控制器控制策略和算法、各類脈譜及其它相關(guān)控制目標(biāo)數(shù)據(jù)及通信總線處理器等。
小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC由另一片32位微處理器為內(nèi)核，與外部電路構(gòu)成；其內(nèi)置自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法及控制策略，與主微處理器共同組成控制系統(tǒng)核心，接受外部信號變化，根據(jù)控制策略及時(shí)作出決策，進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)聚類刷新動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，發(fā)出指令控制外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作和運(yùn)行。
鐵電存儲器對系統(tǒng)基本噴油脈譜參數(shù)進(jìn)行備份，經(jīng)自適應(yīng)學(xué)習(xí)后參與工況控制后被判定為使系統(tǒng)按要求穩(wěn)定工作的那部分動態(tài)噴油脈譜參數(shù)也會作為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)存入其中。微處理器判定系統(tǒng)失控時(shí)會自動將基本噴油脈譜參數(shù)從鐵電存儲器寫入微處理器中。
功率驅(qū)動控制電路采用專用控制驅(qū)動芯片和外圍電路，驅(qū)動噴油器等。
在這里特別說明的是，為便于區(qū)別新的控制方法，本發(fā)明將傳統(tǒng)處理方式和方法，如PID控制策略的使用等，均定義為常規(guī)控制器，常規(guī)控制器作為控制系統(tǒng)一部分，控制系統(tǒng)的另一部分稱之為小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC。
如圖2所示控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)速信號、進(jìn)氣壓力信號和反映操縱狀態(tài)的油門踏板信號和節(jié)氣門位置信號按噴油脈寬控制策略給出基本噴油脈譜參數(shù)，該基本噴油脈譜參數(shù)在系統(tǒng)閉環(huán)控制狀態(tài)時(shí)其控制策略還受氧傳感器信號的反饋調(diào)節(jié)；而且受組合策略匹配。
由于發(fā)動機(jī)相關(guān)工況參數(shù)(如冷卻水溫度、燃油溫度、進(jìn)氣溫度等)的反饋，系統(tǒng)中的常規(guī)控制器依據(jù)以上反饋的工況參數(shù)按不同工況的要求對基本噴油脈譜參數(shù)進(jìn)行修正，修正后的噴油脈譜參數(shù)對噴油器進(jìn)行控制，同時(shí)還提供給小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC；小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC對修正的噴油器控制目標(biāo)(脈譜參數(shù))進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)和跟蹤，并根據(jù)發(fā)動機(jī)相關(guān)工況參數(shù)的變化率，如氧傳感器信號的變化率、噴油脈寬的偏差及偏差變化率按圖2和圖3給出的方法，生成動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，該脈譜參數(shù)經(jīng)尋優(yōu)條件確定后寫入鐵電存儲器；當(dāng)噴油脈寬控制策略判比確定應(yīng)用組合噴油脈譜策略時(shí)，動態(tài)噴油脈譜參數(shù)在組合策略的作用下，與基本噴油脈譜參數(shù)合成組合噴油脈譜參數(shù)對發(fā)動機(jī)噴油器進(jìn)行噴油脈寬自適應(yīng)控制。
另外，控制系統(tǒng)將根據(jù)上述工況參數(shù)對發(fā)動機(jī)當(dāng)前工況判定出單目標(biāo)尋優(yōu)方向，即功率目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和正常目標(biāo)，該優(yōu)化目標(biāo)一經(jīng)選定，控制系統(tǒng)將給定空燃比目標(biāo)(即給定噴油脈寬或?qū)娪兔}寬和進(jìn)氣量進(jìn)行軟測量推定空燃比的雙因素聯(lián)調(diào)的給定空燃比)進(jìn)行預(yù)測閉環(huán)控制。
預(yù)測閉環(huán)控制以及預(yù)測控制的確定由控制系統(tǒng)對氧傳感器信號的變化率按變化方向判別趨勢給出，這樣最大能力的將時(shí)滯影響降到最小，其帶來的擾動被小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC進(jìn)行消偏差和抗干擾處理，目的是被控的空燃比目標(biāo)按期望的動態(tài)特性跟蹤期望(預(yù)測)空燃比，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的精確控制。
如圖3所示按照本發(fā)明組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法的自適應(yīng)控制策略，一但投入使用的發(fā)動機(jī)，除開始是通過經(jīng)臺架試驗(yàn)優(yōu)化的基本噴油脈譜參數(shù)工作外，由于自適應(yīng)策略的作用，不斷自適應(yīng)產(chǎn)生新的優(yōu)化動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，因而工作一段時(shí)間的發(fā)動機(jī)，其基本噴油脈譜參數(shù)已或多或少發(fā)生改變，即是同時(shí)投入使用和經(jīng)過相同工作時(shí)間后的發(fā)動機(jī)，其同控制目標(biāo)的基本噴油脈譜參數(shù)也改變的不再相同。
控制單元對噴油目標(biāo)實(shí)施控制將應(yīng)用基本噴油脈譜參數(shù)，對應(yīng)于不同的工況將給出不同的目標(biāo)值，該目標(biāo)值由于各種使用環(huán)境、條件、傳遞時(shí)滯、機(jī)構(gòu)傳動時(shí)滯、特性差異等，與實(shí)際目標(biāo)產(chǎn)生偏差；對實(shí)際目標(biāo)的信號反饋，由于傳感器的特性、信號的傳遞時(shí)滯、信號運(yùn)算處理過程的時(shí)滯等；還包括隨機(jī)產(chǎn)生的干擾和干擾引起的器件特性突變等；以上等等因素的存在，影響到控制的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，加上無法“因地制易”的調(diào)整臺架標(biāo)定脈譜參數(shù)，使控制系統(tǒng)無法準(zhǔn)確確定控制目標(biāo)。
使用小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC，結(jié)合傳統(tǒng)PID控制的噴油脈寬自適應(yīng)控制策略從二方面對以上問題實(shí)施控制，一方面針對噴油目標(biāo)的偏差進(jìn)行自適應(yīng)控制，如采集實(shí)際噴油脈寬信號與控制系統(tǒng)噴油脈寬控制信號進(jìn)行求偏差與求偏差變化率，并且通過轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力推定充氣效率等，即應(yīng)用確保系統(tǒng)穩(wěn)定并且保證噴油脈寬目標(biāo)性能最優(yōu)的自校正自適應(yīng)控制(在線辨識系統(tǒng))。另一方面是對噴油脈寬目標(biāo)的相關(guān)傳感器信號進(jìn)行變化率跟蹤的自適應(yīng)學(xué)習(xí)控制，如氧傳感器的信號變化率、曲軸轉(zhuǎn)角加速度等，即采集傳感器反饋量變化率趨勢判定與系統(tǒng)穩(wěn)定性經(jīng)驗(yàn)聚類逼近，以及穩(wěn)定目標(biāo)后的自學(xué)習(xí)生成動態(tài)噴油脈譜對噴油脈寬實(shí)時(shí)控制。
圖3中， (1)設(shè)被控制輸出量yj(j＝1，2，3…)，在此條件下連續(xù)測量發(fā)動機(jī)n個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間ti和轉(zhuǎn)速信號、節(jié)氣門位置信號、噴油脈寬信號、進(jìn)氣壓力信號、氧傳感器信號、爆震信號、大氣壓力信號、水溫信號、燃油溫度信號、EGR閥開度信號、蓄電池電壓信號以及以上各信號的變化率，并特別處理氧傳感器和爆震傳感器信號，如根據(jù)氧傳感器反饋量變化率的變化趨勢進(jìn)行軟測量方式的目標(biāo)空燃比控制；根據(jù)爆震傳感器信號經(jīng)選頻檢波器作用后按n個(gè)循環(huán)爆震發(fā)生的概率在2％-5％以內(nèi)為最佳點(diǎn)火調(diào)整閾值，而取代傳統(tǒng)的爆震安全角距離。
以上信號經(jīng)控制系統(tǒng)并以以下公式 進(jìn)行擬合計(jì)算處理，得到基本控制目標(biāo)yi 公式中，a0為基本脈譜參數(shù)值或傳感器信號值，a1為控制目標(biāo)變化率或傳感器信號變化率；ti第i個(gè)循環(huán)時(shí)間；yi第i個(gè)循環(huán)的控制目標(biāo)平均變化量。
(2)通過擬合的數(shù)據(jù)再利用關(guān)系擬合，式中，d1/dt，d2/dt，…，dn/dt，分別為相關(guān)測值變化率；將被控制輸出量改變?yōu)閥j＝y(tǒng)j-1+Δy，(i＝1，2，3…)； (3)設(shè)計(jì)控制律邏輯確定被控制輸出量由yj-1改為yj之后，發(fā)動機(jī)各被測量的變化率趨近于零，該趨近于零的值ε被視為最佳條件，該條件下的目標(biāo)值y被優(yōu)化選出成為新的控制目標(biāo)，以及對應(yīng)的查表?xiàng)l件改變。
yj-yj-1＞0時(shí)，有bj-bj-1＞ε，則yj+1＝y(tǒng)j+Δy(Δy＞0)。
yj-yj-1＜0時(shí)，有bj-bj-1＜ε，則yj+1＝y(tǒng)j+Δy(Δy＞0)。
yj-yj-1＞0時(shí)，有bj-bj-1＜ε，則yj+1＝y(tǒng)j-Δy(Δy＞0)。
yj-yj-1＜0時(shí)，有bj-bj-1＜ε，則yj+1＝y(tǒng)j-Δy(Δy＞0)。
(4)以上是以發(fā)動機(jī)各相關(guān)傳感器測量值及其變化矢量為反饋參數(shù)的對y進(jìn)行自適應(yīng)控制的過程。該過程在n次工作循環(huán)中若使發(fā)動機(jī)平穩(wěn)工作(各條件特征值參數(shù)變化不大，即有趨近于零的ε，概率分布在允許的范圍內(nèi))，則控制目標(biāo)y被定義在(y-Δy，y+Δy)幾何體區(qū)域內(nèi)，得出控制目標(biāo)空間區(qū)域，并對區(qū)域內(nèi)不斷插值逼進(jìn)極小空間區(qū)域而進(jìn)行控制；此時(shí)表現(xiàn)出的發(fā)動機(jī)各參數(shù)即為發(fā)動機(jī)最優(yōu)條件參數(shù)，該條件下的目標(biāo)值即被優(yōu)化選出的控制目標(biāo)。此時(shí)該控制目標(biāo)按規(guī)定被經(jīng)驗(yàn)聚類寫入動態(tài)噴油脈譜參數(shù)區(qū)，該地址若有不合條件的數(shù)據(jù)時(shí)被取代刷新。
(5)當(dāng)變化趨勢在n次循環(huán)中穩(wěn)定或最佳條件出現(xiàn)時(shí)，控制策略對控制單元及發(fā)動機(jī)的各時(shí)滯效應(yīng)將按學(xué)習(xí)的模式進(jìn)行預(yù)測消除，相同事件再次發(fā)生時(shí)聯(lián)想控制；工況變化或同工況下條件變化時(shí)再按上述原則，如此反復(fù)； (6)工況變化或同工況下條件變化時(shí)再按上述原則，如此反復(fù)；以上過程中，n以穩(wěn)定的魯棒性為界而確定，ε值為一多因素相關(guān)微小量常數(shù)。這兩個(gè)參數(shù)在臺架數(shù)據(jù)時(shí)反復(fù)驗(yàn)證并予以確認(rèn)。
如圖4所示發(fā)動機(jī)進(jìn)入工作時(shí)，控制系統(tǒng)根據(jù)不同的操作條件和各傳感器的狀態(tài)信號判定發(fā)動機(jī)當(dāng)前的工況類別，即基本操作條件與當(dāng)前相關(guān)傳感器的狀態(tài)構(gòu)成控制系統(tǒng)選定工況的當(dāng)前基本工況條件，控制系統(tǒng)根據(jù)上述條件確定當(dāng)前工況，計(jì)算輸出該工況下的基本噴油脈譜參數(shù)。
如果此過程有經(jīng)過自適應(yīng)學(xué)習(xí)生成的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)存在，控制系統(tǒng)經(jīng)穩(wěn)定性優(yōu)化判比，若該動態(tài)噴油脈譜參數(shù)更優(yōu)于基本噴油脈譜參數(shù)，則輸出的是新生成的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)。該動態(tài)噴油脈譜參數(shù)被傳感器的反饋信號進(jìn)行當(dāng)前修正，修正后的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)輸出噴油脈寬通過噴油驅(qū)動電路對噴油器進(jìn)行控制，這一過程進(jìn)行的同時(shí)，一是通過各位置狀態(tài)信號測量反饋上一循環(huán)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)目標(biāo)定位情況，控制系統(tǒng)將實(shí)際目標(biāo)值與輸出的修正目標(biāo)值計(jì)算偏差及偏差變化率輸入小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC進(jìn)行自適應(yīng)權(quán)值修正，二是通過前饋方式訓(xùn)練和跟蹤獲得被控目標(biāo)逆模型，若用x(k)表示系統(tǒng)狀態(tài)，u(k)表示控制向量時(shí)，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制描述為x(k+1)＝g[x(k)，x(k)]；三是控制系統(tǒng)通過對與控制目標(biāo)相關(guān)的傳感器信號在規(guī)定循環(huán)周期內(nèi)算出其信號量的變化率，通過變化率確定變化趨勢，以確定控制方向，通過控制策略利用該變化趨勢預(yù)測給出期望輸出目標(biāo)，通過與實(shí)測目標(biāo)的偏差和偏差變化率計(jì)算，各相關(guān)傳感器信號的變化率計(jì)算，不斷修正權(quán)值，按各變化率趨近于零的穩(wěn)定性趨勢，逼近控制目標(biāo)。
當(dāng)系統(tǒng)自適應(yīng)學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)聚類信號與基于變化率達(dá)到穩(wěn)定閾值的偏差變化率最小以及偏差最小時(shí)，該預(yù)測控制目標(biāo)被確定為將要選定的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)值。該脈譜參數(shù)值被送于暫存器中用于對控制目標(biāo)的輸出，重復(fù)前述的過程，不斷計(jì)算前一循環(huán)的各相關(guān)變化率，在當(dāng)前循環(huán)中控制和學(xué)習(xí)，在下一循環(huán)中預(yù)測輸出。學(xué)習(xí)與控制交替進(jìn)行。
當(dāng)穩(wěn)定性閾值出現(xiàn)時(shí)，該預(yù)測控制目標(biāo)的動態(tài)脈譜參數(shù)值即生成的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，被存入鐵電存儲器中，穩(wěn)定性閾值出現(xiàn)時(shí)的各傳感器信號值也同時(shí)被確定為決定該動態(tài)脈譜參數(shù)輸出的工況條件信號，而與噴油目標(biāo)共同構(gòu)成數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。同理，在條件發(fā)生變化時(shí)，重復(fù)以上過程，不斷生成相對應(yīng)的動態(tài)脈譜參數(shù)。
在學(xué)習(xí)與控制交替進(jìn)行過程中，生成的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)和生成該動態(tài)噴油脈譜參數(shù)時(shí)的各相關(guān)傳感器的信號值按控制策略中的數(shù)據(jù)處理原則被經(jīng)驗(yàn)聚類優(yōu)化存儲；優(yōu)化的原則分兩個(gè)方面，一是不斷對基本工況條件和記憶的操作條件對動態(tài)噴油脈譜參數(shù)按趨勢找出尋優(yōu)區(qū)域不斷逼近控制，確定最優(yōu)條件ε出現(xiàn)時(shí)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，這樣減少了空間占用率，同時(shí)也縮短了動態(tài)噴油脈譜參數(shù)的生成周期。二是采用緊湊型地址空間存儲策略，避免多余單元重新分配地址，即采用統(tǒng)一地址求余運(yùn)算得到訓(xùn)練存放權(quán)值的空間(bank區(qū)壓縮原則)，以滿足軟硬件實(shí)現(xiàn)要求。
如以上小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC流程及策略，說明該控制器的噴油控制工作過程。
在當(dāng)前學(xué)習(xí)與控制階段，控制系統(tǒng)中小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC根據(jù)前一循環(huán)的噴油脈寬、節(jié)氣門位置、進(jìn)氣壓力、轉(zhuǎn)速以及與之相關(guān)的傳感器信號變化率確定下一循環(huán)的預(yù)測輸出。因而首先以前一循環(huán)的控制脈譜參數(shù)為中心，根據(jù)與之相關(guān)傳感器信號變化范圍(如轉(zhuǎn)速)及信號的變化率范圍確定工況條件輸入空間Ug＝[a，b]×[c，d]，根據(jù)預(yù)測目標(biāo)和實(shí)際目標(biāo)偏差范圍及偏差變化率范圍確定脈譜參數(shù)跟蹤修正空間Um＝[e，f]×[g，h]，如節(jié)氣門調(diào)整行程在1到2，其變化率在0到1，則標(biāo)準(zhǔn)乘積空間為Ug＝[1，2]×
；并選取合適的量化級數(shù)，給出初始權(quán)系數(shù)矩陣，以當(dāng)前與之相關(guān)傳感器信號變化及信號的變化率和當(dāng)前執(zhí)行器位置信號及信號變化率為節(jié)點(diǎn)，選取合適的參數(shù)和空間超幾何體半徑，根據(jù)樣本找出包含該點(diǎn)的空間超幾何體，確定選擇矩陣S，此時(shí)小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC的輸出定義在以激活節(jié)點(diǎn)為中心的超幾何體上的基函數(shù)線性組合，即其中B(xt)＝diag[b1(xt)，b2(xt)，…，bm(xt)]，q＝[q1，q2，，qn]T是權(quán)系數(shù)向量，Sm＝[St，m]n×m為權(quán)系數(shù)選擇向量，這樣對于每個(gè)樣本，只需局部調(diào)整權(quán)系數(shù)即可。這樣經(jīng)不斷學(xué)習(xí)與控制，不斷重復(fù)以上過程，學(xué)習(xí)與控制交替進(jìn)行，生成符合要求的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，對下一循環(huán)中噴油脈寬與進(jìn)氣系統(tǒng)的相關(guān)執(zhí)行器預(yù)測控制，經(jīng)過一段時(shí)間(一個(gè)或多個(gè)循環(huán)過程)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)聚類，通過多次逼近達(dá)到了實(shí)際目標(biāo)值，最大能力的消除了時(shí)滯帶來的控制偏差，從而使噴油脈寬達(dá)到精確控制。
如圖5所示微處理器U1的31、32腳分別與存儲器U16的29、24腳相連，40腳通過電阻R1接VCC高電平，通過電容C1接地，通過開關(guān)S1接地；微處理器U1的73、74腳之間接有晶振Y1，并且通過電容C2、C3接地； 進(jìn)氣壓力傳感器的信號經(jīng)過緩存器U2進(jìn)入鎖相環(huán)U3進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換處理后，通過光電耦合器OP1輸入到微處理器U1的A/D口P50腳，供微處理器U1進(jìn)行分析計(jì)算處理。
氧傳感器信號經(jīng)運(yùn)算放大器U4對其進(jìn)行10倍放大后輸入對數(shù)放大器U5，經(jīng)對數(shù)放大器U5的放大后由10腳輸出后，經(jīng)運(yùn)算放大器U6進(jìn)行I-V變換為5-0V電壓信號輸入到微處理器U1的A/D口P52腳，供微處理器U1對空燃比進(jìn)行分析判定。
將冷卻水溫度信號通過串接分壓電阻轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號供比較器U5比判，比較器U7依次輸出數(shù)字信號輸入到微處理器U1的A/D口P54腳，供微處理器U1來分析判斷發(fā)動機(jī)工況。
節(jié)氣門位置信號、油門踏板信號經(jīng)降壓后輸入到運(yùn)算放大器U8放大處理后，輸入到微處理器U1的A/D口P46、P47腳，供微處理器U1進(jìn)行分析計(jì)算處理。
車輪轉(zhuǎn)速信號輸入到磁變換器U9進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后，輸入到微處理器U1的A/D口P57腳，供微處理器U1進(jìn)行分析計(jì)算處理。
反相器U10和門電路U11組成噴油信號脈沖鑒寬電路；噴油信號輸入到微處理器U1的INTP0口P01腳，供微處理器U1進(jìn)行分析計(jì)算處理。
電源通過由鎖相環(huán)U12組成的電源檢測電路處理后，通過光電耦合器OP3輸入微處理器U1的P26腳，實(shí)時(shí)檢測電瓶電壓量，為系統(tǒng)提供可靠性穩(wěn)壓直流電源。
轉(zhuǎn)速信號經(jīng)過時(shí)基電路U13調(diào)理后，通過光電耦合器OP4輸入到微處理器U1的P20腳，供微處理器U1進(jìn)行分析計(jì)算處理。
微處理器U14、鎖存器U15、動態(tài)儲存器U16構(gòu)成小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC，在微處理器U1的控制下，依據(jù)內(nèi)置控制策略自適應(yīng)學(xué)習(xí)，并對受空燃比目標(biāo)值進(jìn)行調(diào)節(jié)逼近；動態(tài)儲存器U16是閃存存儲器，其對類聚凋節(jié)參數(shù)進(jìn)行刷新存儲，在微處理器U14的控制下參與新工況下的控制器控制。
由擴(kuò)展口U18和存儲器U17構(gòu)成預(yù)備擴(kuò)展存儲器，存儲系統(tǒng)脈譜MAP數(shù)據(jù)。
微處理器U1利用其I/O端口P150-P157，通過開關(guān)量驅(qū)動器U19、U20對噴油信號進(jìn)行采集與反饋分析判比處理后，通過功率驅(qū)動管QE1-QE4對發(fā)動機(jī)的噴油進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
權(quán)利要求
1、組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，其特征在于包括基本噴油脈譜參數(shù)和動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，基本噴油脈譜參數(shù)是經(jīng)過臺架標(biāo)定或經(jīng)過臺架及道路參數(shù)優(yōu)化標(biāo)定的脈譜參數(shù)，動態(tài)噴油脈譜參數(shù)是控制系統(tǒng)自學(xué)習(xí)在線自標(biāo)定和自優(yōu)化生成的脈譜參數(shù)，基本噴油脈譜參數(shù)和動態(tài)噴油脈譜參數(shù)構(gòu)成組合脈譜參數(shù)，通過控制系統(tǒng)按噴油脈寬控制策略對汽油發(fā)動機(jī)噴油器進(jìn)行自適應(yīng)控制。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，其特征在于噴油脈譜參數(shù)的組成是不同工況分區(qū)的若干個(gè)子脈譜參數(shù)區(qū)域之和，每個(gè)區(qū)域都按該區(qū)域的控制目標(biāo)值分為閉環(huán)控制目標(biāo)和開環(huán)控制區(qū)域。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，其特征在于控制系統(tǒng)包括微處理器、小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC、鐵電存儲器、傳感器信號、信號調(diào)理電路、功率驅(qū)動電路、噴油器，鐵電存儲器與小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC互聯(lián)，小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC與微處理器互聯(lián)，傳感器信號通過信號調(diào)理電路與微處理器相連，微處理器與功率驅(qū)動電路相連，功率驅(qū)動電路與噴油器相連。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，其特征在于動態(tài)噴油脈譜參數(shù)的生成方法是，根據(jù)工況條件和使用條件的變化以及發(fā)動機(jī)自身因素變化學(xué)習(xí)生成的一系列自適應(yīng)參數(shù)，該自適應(yīng)參數(shù)在工作過程中按工況依據(jù)條件變化自適應(yīng)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)聚類，反復(fù)應(yīng)用和實(shí)時(shí)修正而不斷刷新；
動態(tài)噴油脈譜參數(shù)的生成方法由以下幾個(gè)步驟產(chǎn)生
a、確定動態(tài)噴油脈譜生成區(qū)域以某一工況條件下的控制噴油脈寬的基本修正噴油脈譜，以及表征此刻工況條件的相關(guān)各特征信號值為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，以該節(jié)點(diǎn)的基本修正脈譜參數(shù)y為中心值，以期望噴油脈寬和實(shí)際噴油脈寬偏差為基本參考半徑，找出動態(tài)脈譜生成區(qū)域(y-Δy，y+Δy)；
b、確定動態(tài)噴油脈譜生成的尋優(yōu)區(qū)域在同維空間區(qū)域利用該數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中表征該工況的相關(guān)各特征信號值的變化率大小進(jìn)行動態(tài)噴油脈譜生成趨勢判定，從而判定更小的區(qū)域是在(y-Δy)還是在(y+Δy)一邊，確定后以(y-Δy)或(y+Δy)區(qū)域的中值為目標(biāo)逼近后的新節(jié)點(diǎn)，并且以該目標(biāo)為中心，確定新的逼近后的動態(tài)噴油脈譜生成區(qū)域，如此反復(fù)，不斷逼近，直到最小的區(qū)域min(y-Δy，y+Δy)出現(xiàn)，該區(qū)域?yàn)閷?yōu)區(qū)域；
c、動態(tài)噴油脈譜的生成當(dāng)表征該工況的相關(guān)各特征信號值趨近于一個(gè)近似于零的常數(shù)ε時(shí)，以及進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)處理的相關(guān)特征信號的概率分布在允許的范圍內(nèi)，確定min(y-Δy，y+Δy)中的中值點(diǎn)ym，該點(diǎn)即為生成的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)；
d、確定動態(tài)噴油脈譜重復(fù)以上過程a-c，并且在全過程小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC對噴油脈寬控制目標(biāo)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)和跟蹤，以及對偏差進(jìn)行逼近調(diào)整和進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)聚類，當(dāng)相關(guān)各特征信號值的變化率ε穩(wěn)定在一個(gè)允許的變化范圍內(nèi)時(shí)，確定該動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，存入鐵電存儲器，此時(shí)，確定的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)和所對應(yīng)的相關(guān)各特征信號值為一組數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)即為動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，該動態(tài)噴油脈譜參數(shù)的集合構(gòu)成動態(tài)脈譜；
e、對動態(tài)噴油脈譜的刷新生成的動態(tài)噴油脈譜在噴油脈寬控制過程中，由于發(fā)動機(jī)自身特性及使用環(huán)境改變使其噴油脈寬控制目標(biāo)也有所變化，其所組成的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行a-d的過程時(shí)，當(dāng)確定其相關(guān)各特征信號值變化率ε改變以及相關(guān)特征信號的概率分布不在允許的變化范圍時(shí)，重新生成新的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，經(jīng)小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC對噴油脈寬控制目標(biāo)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)和跟蹤，以及對偏差進(jìn)行逼近調(diào)整和經(jīng)驗(yàn)聚類確定，對原來數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)地址單元刷新。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，其特征在于控制策略包括噴油脈寬組合控制策略和修正控制策略或其他控制策略。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，其特征在于噴油脈寬的組合控制策略和修正控制策略
a、組合作用對象作用于組合噴油脈譜，對應(yīng)于相同或非常相近的噴油脈寬查表?xiàng)l件，既有基本噴油脈譜，又有生成的動態(tài)噴油脈譜時(shí)，即作用條件是該工況所對應(yīng)的控制目標(biāo)具有動態(tài)噴油脈譜；
b、組合原則；對同工況、同條件或同工況具有非常相近的條件，即數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)既有存在于基本噴油脈譜的，也有存在于動態(tài)噴油脈譜的，當(dāng)組成數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的元素中，相關(guān)各特征信號值相同而目標(biāo)參數(shù)不同時(shí)，選動態(tài)噴油脈譜參數(shù)；相關(guān)各特征信號值不完全相同但目標(biāo)參數(shù)相同時(shí)，對該不相同特征信號值分別按前一循環(huán)值與當(dāng)次循環(huán)值計(jì)算變化率，比較該變化率，取小判優(yōu)，確定噴油組合脈譜參數(shù)；相關(guān)各特征信號值相同而目標(biāo)參數(shù)相差較大時(shí)，取兩目標(biāo)中值按動態(tài)噴油脈譜生成策略進(jìn)行逼近生成新的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)插入動態(tài)噴油脈譜中；
c、組合方法從動態(tài)噴油脈譜中選擇動態(tài)噴油脈譜參數(shù)后，原同工況、同條件或同工況具有非常相近的條件下的基本噴油脈譜參數(shù)被屏蔽；動態(tài)噴油脈譜參數(shù)對控制目標(biāo)進(jìn)行控制，當(dāng)被確定使用的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)在對目標(biāo)控制時(shí)，相關(guān)各特征信號值的變化率無法穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)時(shí)，放棄該動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，回到該工況、該條件下的基本噴油脈譜，應(yīng)用動態(tài)噴油脈譜生成策略重新學(xué)習(xí)生成；
d、以上組合作用下，通過對部分控制目標(biāo)的動態(tài)噴油脈譜參數(shù)應(yīng)用，對同一工況，或代換一部分基本噴油脈譜參數(shù)，或取代該工況下的全部基本噴油脈譜；
控制系統(tǒng)對噴油脈寬的期望目標(biāo)按修正策略以及動態(tài)噴油脈譜的生成策略、組合策略選擇最佳噴油脈寬控制目標(biāo)進(jìn)行逐步糾偏逼近控制，在控制過程中通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)聚類生成動態(tài)噴油脈譜；
在糾偏逼近中，使用的修正控制策略是
修正策略由常規(guī)修正策略和小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC的逼近修正策略組成，常規(guī)修正策略是來自反映發(fā)動機(jī)工況的相關(guān)各傳感器的特征信號值對基本噴油脈譜的修正，這一部分在常規(guī)控制方式下輸出基本修正噴油脈譜通過噴油器對噴油脈寬目標(biāo)進(jìn)行控制；小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC的逼近修正策略中，一是采用新的相關(guān)各傳感器的特征信號處理方式對不可直接測得量進(jìn)行軟測量方法推斷，以及推斷而得到軟測量特征信號值對基本噴油脈譜進(jìn)行修正；二是利用小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC通過期望目標(biāo)對實(shí)際目標(biāo)進(jìn)行糾偏，并在糾編過程中進(jìn)行權(quán)值匹配而自適應(yīng)學(xué)習(xí)相關(guān)各傳感器的特征信號值對基本噴油脈譜進(jìn)行修正；三是通過各傳感器給出的特征信號變化率，以及軟測量推定的特征信號變化率確定逼近范圍，不斷按變化率逼近最小偏差范圍對基本噴油脈譜進(jìn)行修正。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，其特征在于各相關(guān)傳感器信號包括油門踏板信號，發(fā)動機(jī)的曲軸位置及轉(zhuǎn)速信號、上止點(diǎn)信號、轉(zhuǎn)矩信號、噴油脈寬信號、節(jié)氣門位置信號、氧傳感器信號、燃油溫度信號、供電回路電壓信號、水溫傳感器信號、進(jìn)氣壓力信號，空燃比信號。
8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，其特征在于發(fā)動機(jī)的各相關(guān)傳感器信號變化率包括節(jié)氣門位置信號變化率、氧傳感器信號變化率、進(jìn)氣壓力信號變化率、空燃比變化率、噴油脈寬變化率及曲軸轉(zhuǎn)角加速度。
9、根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，其特征在于控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)與噴油相關(guān)各傳感器的特征信號變化率判定工況變化趨勢對部分時(shí)滯偏差過大的控制目標(biāo)進(jìn)行給定期望值預(yù)測控制，同時(shí)以預(yù)測控制目標(biāo)值為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，利用小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC的自適應(yīng)調(diào)整和學(xué)習(xí)能力，降低或消除各方面信號滯后帶來的誤差；
控制系統(tǒng)還根據(jù)發(fā)動機(jī)與噴油相關(guān)各傳感器的特征信號變化率判定工況變化趨勢進(jìn)行經(jīng)濟(jì)模式、動力模式、正常模式判定，在不同的控制模式下自適應(yīng)選定不同的噴油脈寬閉環(huán)控制目標(biāo)進(jìn)行控制；在控制過程中，對模式目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，并在今后的控制中依據(jù)條件的改變，不斷修改和被優(yōu)化。
全文摘要
組合脈譜對發(fā)動機(jī)噴油器控制的方法，屬于汽車汽油發(fā)動機(jī)控制領(lǐng)域。包括基本噴油脈譜參數(shù)和動態(tài)噴油脈譜參數(shù)，基本噴油脈譜參數(shù)是經(jīng)過臺架標(biāo)定或經(jīng)過臺架及道路參數(shù)優(yōu)化標(biāo)定的脈譜參數(shù)，動態(tài)噴油脈譜參數(shù)是控制系統(tǒng)自學(xué)習(xí)在線自標(biāo)定和自優(yōu)化生成的脈譜參數(shù)，通過控制系統(tǒng)按噴油脈寬控制策略對汽油發(fā)動機(jī)噴油器進(jìn)行自適應(yīng)控制。由于采用了以自適應(yīng)學(xué)習(xí)方法合成的組合噴油脈譜控制方式，使得被控系統(tǒng)發(fā)生改變和未知變化對發(fā)動機(jī)的影響得到了修正，從而提高了控制精度和速度。通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)控制產(chǎn)生動態(tài)噴油脈譜的策略提前預(yù)測控制，修正了各種時(shí)滯效應(yīng)帶來的控制滯后，提高了控制的實(shí)時(shí)性。
文檔編號F02D41/26GK101285430SQ200710301908
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月9日
發(fā)明者高小群, 宮春勇, 華 趙 申請人:山東申普汽車控制技術(shù)有限公司