專利名稱：基于灰色系統(tǒng)預測理論的汽油發(fā)動機點火提前角的預測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于灰色系統(tǒng)預測理論的汽油發(fā)動機點火提前角的預測方法。屬 于發(fā)動機點火提前角的控制技術領域。
背景技術：
在汽油發(fā)動機中，氣缸內的混合氣是由高壓電火花點燃的，而產(chǎn)生電火花是由點 火系統(tǒng)來控制的，點火時刻必須符合發(fā)動機的工作情況。首先，點火系統(tǒng)應該按發(fā)動機汽缸 的工作順序點火，其次必須在最佳時刻點火。最佳的點火時刻，主要是從發(fā)動機獲得最大功 率和最小燃料消耗來考慮的。在現(xiàn)代發(fā)動機控制中，還要根據(jù)改善燃燒情況，避免爆震和減 少有害氣體排放來考慮。不同發(fā)動機的點火提前角各不相同，既使是同一臺發(fā)動機，在不同 工況和使用條件下的最佳點火提前角也是不同的。點火時刻是用點火提前角來表示的。點火提前角是指從火花塞電極跳火開始，到 活塞運行至上止點時的一段時間內曲軸所轉過的角度。影響最佳點火提前角的因素有發(fā)動 機轉速，節(jié)氣門開度，發(fā)動機水溫，進氣溫度，空燃比和爆震等。經(jīng)檢索和調查，目前關于發(fā) 動機點火提前角的控制技術已達到了相當高的水平，控制模式一般分為三步1、起動期間的點火提前角控制；2、起動后的點火提前角控制；3、修正點火提前角。修正主要有暖機修正，怠速修正，過熱修正和范圍限制等，且大都基于比較控制的 思路，即先通過大量實驗獲得最佳狀態(tài)下的數(shù)學模型和規(guī)律，當發(fā)動機實際運轉時通過尋 找對應的數(shù)學模型和規(guī)律獲得最佳點火提前角，也即所謂的專家經(jīng)驗。如基于點火提前角 MAP圖的暖機修正，爆震修正和過熱修正等，但綜合來看還存在以下缺陷1、不論發(fā)動機處于何種工況下，均考慮各種影響因素，加大了微處理單元的工作 強度，容易忽略主要影響因素的作用；2、采用的數(shù)學模型難以模擬發(fā)動機的實際工況，且大量的專家數(shù)據(jù)庫，提高了存 儲單元的成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是針對現(xiàn)有汽油發(fā)動機點火提前角的預測方法中的一 些不完善之處，提供了一種基于灰色系統(tǒng)預測理論的汽油發(fā)動機點火提前角的預測方法， 適用于抗爆性能好的汽油發(fā)動機點火控制系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是該基于灰色系統(tǒng)預測理論的汽油發(fā) 動機點火提前角的預測方法，其特征在于步驟如下1. 1定周期連續(xù)采樣行駛工況下的汽油發(fā)動機的冷卻水溫T(°)(k)，汽油發(fā)動機 的進氣溫度t(。) (k)，節(jié)氣門開度Pw⑷，汽油發(fā)動機的轉速η (k)和汽油發(fā)動機的空燃比λ (0) (k)，并進行初值化處理后得到初值化的汽油發(fā)動機的冷卻水溫T' (°) (k)，初值化的汽 油發(fā)動機的進氣溫度t' (°) (k)，初值化的節(jié)氣門開度<(())(幻，初值化的汽油發(fā)動機的轉速 n' (0) (k)和初值化的汽油發(fā)動機的空燃比
權利要求
1.基于灰色系統(tǒng)預測理論的汽油發(fā)動機點火提前角的預測方法，其特征在于步驟如下1.1定周期連續(xù)采樣行駛工況下的汽油發(fā)動機的冷卻水溫T(°) (k)，汽油發(fā)動機的進 氣溫度t(cl)(k)，節(jié)氣門開度―、幻,汽油發(fā)動機的轉速n(cl)(k)和汽油發(fā)動機的空燃比λ (k)，并進行初值化處理后得到初值化的汽油發(fā)動機的冷卻水溫T' (°) (k)，初值化的汽油發(fā) 動機的進氣溫度t' (tl)(k)，初值化的節(jié)氣門開度爐-㈨，初值化的汽油發(fā)動機的轉速η' (0) (k)和初值化的汽油發(fā)動機的空燃比λ ‘ (°) (k)；點火提前角β (°) (k)進行初值化處理得到 初值化后的點火提前角β ‘ (°) (k).其中，k為采樣時刻；1. 2初值化后的點火提前角β ‘ (°) (k)作為灰色關聯(lián)分析的參考序列，并進行初值化 的汽油發(fā)動機的冷卻水溫T' (°)(k)，初值化的汽油發(fā)動機的進氣溫度t' (°)(k)，初值化的 節(jié)氣門開度<W(A)，初值化的汽油發(fā)動機的轉速n' (0) (k)和初值化的汽油發(fā)動機的空燃比 λ ‘ (°)(k)關于初值化后的點火提前角β ‘ (°)(k)的灰色關聯(lián)分析，依據(jù)灰色關聯(lián)度的大 小剔除不符合關聯(lián)度要求的因素，得到影響點火提前角的各汽油發(fā)動機因素序列Cli(°) (k)， 為減少微處理單元處理強度和灰色建模作前期準備；其中i = 1，2…N，N彡5，Qi(0) (k)代表初值化的汽油發(fā)動機的冷卻水溫T' (°) (k)，初 值化的汽油發(fā)動機的進氣溫度t' (°) (k)，初值化的節(jié)氣門開度<W(A:)，初值化的汽油發(fā)動 機的轉速n' (0) (k)和初值化的汽油發(fā)動機的空燃比λ ‘ (°) (k)中符合關聯(lián)度要求的因素， 這些因素的順序按照升序進行Cii(°) (k)下標i的編排，k為采樣時刻；1. 3點火提前角β (0) (k)進行灰色一次累加生成得到點火提前角β (0) (k)的灰色一次 累加生成序列β (1) (k)，由步驟1. 2灰關聯(lián)分析后確定的影響點火提前角的各汽油發(fā)動機 因素序列Cli(°) (k)，分別進行灰色一次累加生成得到影響點火提前角的各汽油發(fā)動機因素 序列Cli(°) (k)的灰色一次累加生成序列q/1) (k).1.4構建影響點火提前角的各汽油發(fā)動機因素序列的灰色單變量一階預測模型
2.根據(jù)權利要求1步驟1.1所述的基于灰色系統(tǒng)預測理論的汽油發(fā)動機點火提前角的 預測方法，其特征在于所述的點火提前角β (°)(k)，為基本點火提前角，主要由轉速和負荷 來確定，其值預先存儲于只讀存儲器ROM中，微處理單元可以隨時調用。
3.根據(jù)權利要求1步驟1.1所述的基于灰色系統(tǒng)預測理論的汽油發(fā)動機點火提前角的 預測方法，其特征在于所述的進行汽油發(fā)動機的冷卻水溫T(°) (k)，汽油發(fā)動機的進氣溫度 t(0) (k)，節(jié)氣門開度—e)(幻，汽油發(fā)動機的轉速n(cl) (k)和汽油發(fā)動機的空燃比λ (k)，點火 提前角β(°)(!0的初值化處理，其初值化處理的方法為使各序列的首項系數(shù)為1。
4.根據(jù)權利要求1步驟1.2所述的基于灰色系統(tǒng)預測理論的汽油發(fā)動機點火提前角 的預測方法，其特征在于所述的進行初值化的汽油發(fā)動機的冷卻水溫T' (°)(k)，初值化 的汽油發(fā)動機的進氣溫度t' (°) (k)，初值化的節(jié)氣門開度Vw(A),初值化的汽油發(fā)動機的 轉速n' (°)(k)和初值化的汽油發(fā)動機的空燃比λ ‘ (°)(k)關于初值化后的點火提前角 β ‘ (0) (k)的灰色關聯(lián)分析，其基本步驟如下1)計算各序列相對初值化后的點火提前角β ‘ (°)(k)的關聯(lián)系數(shù)絕對差SiQO,具體 表達式為射幻=|廣(°)⑷—C⑷I其中，Ui(°) (k)按下標升序排列分別代表初值化的汽油發(fā)動機的冷卻水溫τ' (°)(k)，初 值化的汽油發(fā)動機的進氣溫度t' ,(0) (k)，初值化的節(jié)氣門開度VwO),初值化的汽油發(fā)動機的轉速n' (°)(k)和初值化的汽油發(fā)動機的空燃比λ(0)
全文摘要
基于灰色系統(tǒng)預測理論的汽油發(fā)動機點火提前角的預測方法，屬于發(fā)動機點火提前角的控制技術領域。步驟如下定周期連續(xù)采樣行駛工況下的汽油發(fā)動機的冷卻水溫T(0)(k)，汽油發(fā)動機的進氣溫度t(0)(k)，節(jié)氣門開度汽油發(fā)動機的轉速n(0)(k)和汽油發(fā)動機的空燃比λ(0)(k)，初值化后的點火提前角β′(0)(k)作為灰色關聯(lián)分析的參考序列，點火提前角β(0)(k)進行灰色一次累加生成得到點火提前角β(0)(k)的灰色一次累加生成序列β(1)(k)，構建影響點火提前角的各汽油發(fā)動機因素序列的灰色單變量一階預測模型，運用灰色系統(tǒng)預測理論，進行最佳點火提前角的主動預測，利用灰色系統(tǒng)預測數(shù)據(jù)量少，短期預測精度高的優(yōu)勢，節(jié)省了存儲空間，提高了點火控制系統(tǒng)工作的精度和效率。
文檔編號F02P5/00GK102108931SQ200910231058
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月26日 優(yōu)先權日2009年12月26日
發(fā)明者宮春勇, 高小群, 高述轅 申請人:山東申普汽車控制技術有限公司