專利名稱：基于灰色系統預測理論的汽油發動機點火提前角的預測方法
技術領域：
本發明涉及一種基于灰色系統預測理論的汽油發動機點火提前角的預測方法。屬 于發動機點火提前角的控制技術領域。
背景技術：
在汽油發動機中，氣缸內的混合氣是由高壓電火花點燃的，而產生電火花是由點 火系統來控制的，點火時刻必須符合發動機的工作情況。首先，點火系統應該按發動機汽缸 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，主要是從發動機獲得最大功 率和最小燃料消耗來考慮的。在現代發動機控制中，還要根據改善燃燒情況，避免爆震和減 少有害氣體排放來考慮。不同發動機的點火提前角各不相同，既使是同一臺發動機，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動 機轉速，節氣門開度，發動機水溫，進氣溫度，空燃比和爆震等。經檢索和調查，目前關于發 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下的數學模型和規律，當發動機實際運轉時通過尋 找對應的數學模型和規律獲得最佳點火提前角，也即所謂的專家經驗。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、采用的數學模型難以模擬發動機的實際工況，且大量的專家數據庫，提高了存 儲單元的成本。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有汽油發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預測理論的汽油發動機點火提前角的預測方法， 適用于抗爆性能好的汽油發動機點火控制系統。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是該基于灰色系統預測理論的汽油發 動機點火提前角的預測方法，其特征在于步驟如下1. 1定周期連續采樣行駛工況下的汽油發動機的冷卻水溫T(°)(k)，汽油發動機 的進氣溫度t(。) (k)，節氣門開度Pw⑷，汽油發動機的轉速η (k)和汽油發動機的空燃比λ (0) (k)，并進行初值化處理后得到初值化的汽油發動機的冷卻水溫T' (°) (k)，初值化的汽 油發動機的進氣溫度t' (°) (k)，初值化的節氣門開度<(())(幻，初值化的汽油發動機的轉速 n' (0) (k)和初值化的汽油發動機的空燃比
權利要求
1.基于灰色系統預測理論的汽油發動機點火提前角的預測方法，其特征在于步驟如下1.1定周期連續采樣行駛工況下的汽油發動機的冷卻水溫T(°) (k)，汽油發動機的進 氣溫度t(cl)(k)，節氣門開度―、幻,汽油發動機的轉速n(cl)(k)和汽油發動機的空燃比λ (k)，并進行初值化處理后得到初值化的汽油發動機的冷卻水溫T' (°) (k)，初值化的汽油發 動機的進氣溫度t' (tl)(k)，初值化的節氣門開度爐-㈨，初值化的汽油發動機的轉速η' (0) (k)和初值化的汽油發動機的空燃比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)作為灰色關聯分析的參考序列，并進行初值化 的汽油發動機的冷卻水溫T' (°)(k)，初值化的汽油發動機的進氣溫度t' (°)(k)，初值化的 節氣門開度<W(A)，初值化的汽油發動機的轉速n' (0) (k)和初值化的汽油發動機的空燃比 λ ‘ (°)(k)關于初值化后的點火提前角β ‘ (°)(k)的灰色關聯分析，依據灰色關聯度的大 小剔除不符合關聯度要求的因素，得到影響點火提前角的各汽油發動機因素序列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動機的冷卻水溫T' (°) (k)，初 值化的汽油發動機的進氣溫度t' (°) (k)，初值化的節氣門開度<W(A:)，初值化的汽油發動 機的轉速n' (0) (k)和初值化的汽油發動機的空燃比λ ‘ (°) (k)中符合關聯度要求的因素， 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灰關聯分析后確定的影響點火提前角的各汽油發動機 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動機因素序列的灰色單變量一階預測模型
2.根據權利要求1步驟1.1所述的基于灰色系統預測理論的汽油發動機點火提前角的 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.根據權利要求1步驟1.1所述的基于灰色系統預測理論的汽油發動機點火提前角的 預測方法，其特征在于所述的進行汽油發動機的冷卻水溫T(°) (k)，汽油發動機的進氣溫度 t(0) (k)，節氣門開度—e)(幻，汽油發動機的轉速n(cl) (k)和汽油發動機的空燃比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為1。
4.根據權利要求1步驟1.2所述的基于灰色系統預測理論的汽油發動機點火提前角 的預測方法，其特征在于所述的進行初值化的汽油發動機的冷卻水溫T' (°)(k)，初值化 的汽油發動機的進氣溫度t' (°) (k)，初值化的節氣門開度Vw(A),初值化的汽油發動機的 轉速n' (°)(k)和初值化的汽油發動機的空燃比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)的關聯系數絕對差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動機的冷卻水溫τ' (°)(k)，初 值化的汽油發動機的進氣溫度t' ,(0) (k)，初值化的節氣門開度VwO),初值化的汽油發動機的轉速n' (°)(k)和初值化的汽油發動機的空燃比λ(0)
全文摘要
基于灰色系統預測理論的汽油發動機點火提前角的預測方法，屬于發動機點火提前角的控制技術領域。步驟如下定周期連續采樣行駛工況下的汽油發動機的冷卻水溫T(0)(k)，汽油發動機的進氣溫度t(0)(k)，節氣門開度汽油發動機的轉速n(0)(k)和汽油發動機的空燃比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動機因素序列的灰色單變量一階預測模型，運用灰色系統預測理論，進行最佳點火提前角的主動預測，利用灰色系統預測數據量少，短期預測精度高的優勢，節省了存儲空間，提高了點火控制系統工作的精度和效率。
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 優先權日2009年12月26日
發明者宮春勇, 高小群, 高述轅 申請人:山東申普汽車控制技術有限公司