[发明专利]基于灰色系统预测理论的汽油发动机点火提前角的预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于灰色系统预测理论的汽油发动机点火提前角的预测方法。属于发动机点火提前角的控制技术领域。

背景技术

在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃的，而产生电火花是由点火系统来控制的，点火时刻必须符合发动机的工作情况。首先，点火系统应该按发动机汽缸的工作顺序点火，其次必须在最佳时刻点火。最佳的点火时刻，主要是从发动机获得最大功率和最小燃料消耗来考虑的。在现代发动机控制中，还要根据改善燃烧情况，避免爆震和减少有害气体排放来考虑。不同发动机的点火提前角各不相同，既使是同一台发动机，在不同工况和使用条件下的最佳点火提前角也是不同的。

点火时刻是用点火提前角来表示的。点火提前角是指从火花塞电极跳火开始，到活塞运行至上止点时的一段时间内曲轴所转过的角度。影响最佳点火提前角的因素有发动机转速，节气门开度，发动机水温，进气温度，空燃比和爆震等。经检索和调查，目前关于发动机点火提前角的控制技术已达到了相当高的水平，控制模式一般分为三步：

1、起动期间的点火提前角控制；

2、起动后的点火提前角控制；

3、修正点火提前角。

修正主要有暖机修正，怠速修正，过热修正和范围限制等，且大都基于比较控制的思路，即先通过大量实验获得最佳状态下的数学模型和规律，当发动机实际运转时通过寻找对应的数学模型和规律获得最佳点火提前角，也即所谓的专家经验。如基于点火提前角MAP图的暖机修正，爆震修正和过热修正等，但综合来看还存在以下缺陷：

1、不论发动机处于何种工况下，均考虑各种影响因素，加大了微处理单元的工作强度，容易忽略主要影响因素的作用；

2、采用的数学模型难以模拟发动机的实际工况，且大量的专家数据库，提高了存储单元的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有汽油发动机点火提前角的预测方法中的一些不完善之处，提供了一种基于灰色系统预测理论的汽油发动机点火提前角的预测方法，适用于抗爆性能好的汽油发动机点火控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该基于灰色系统预测理论的汽油发动机点火提前角的预测方法，其特征在于：步骤如下：

1.1定周期连续采样行驶工况下的汽油发动机的冷却水温T⁽⁰⁾(k)，汽油发动机的进气温度t⁽⁰⁾(k)，节气门开度汽油发动机的转速n⁽⁰⁾(k)和汽油发动机的空燃比λ⁽⁰⁾(k)，并进行初值化处理后得到初值化的汽油发动机的冷却水温T′⁽⁰⁾(k)，初值化的汽油发动机的进气温度t′⁽⁰⁾(k)，初值化的节气门开度初值化的汽油发动机的转速n′⁽⁰⁾(k)和初值化的汽油发动机的空燃比λ′⁽⁰⁾(k)；点火提前角β⁽⁰⁾(k)进行初值化处理得到初值化后的点火提前角β′⁽⁰⁾(k)。其中，k为采样时刻；

1.2初值化后的点火提前角β′⁽⁰⁾(k)作为灰色关联分析的参考序列，并进行初值化的汽油发动机的冷却水温T′⁽⁰⁾(k)，初值化的汽油发动机的进气温度t′⁽⁰⁾(k)，初值化的节气门开度初值化的汽油发动机的转速n′⁽⁰⁾(k)和初值化的汽油发动机的空燃比λ′⁽⁰⁾(k)关于初值化后的点火提前角β′⁽⁰⁾(k)的灰色关联分析，依据灰色关联度的大小剔除不符合关联度要求的因素，得到影响点火提前角的各汽油发动机因素序列q_i⁽⁰⁾(k)，为减少微处理单元处理强度和灰色建模作前期准备；

其中：i＝1，2…N，N≤5，q_i⁽⁰⁾(k)代表初值化的汽油发动机的冷却水温T′⁽⁰⁾(k)，初值化的汽油发动机的进气温度t′⁽⁰⁾(k)，初值化的节气门开度初值化的汽油发动机的转速n′⁽⁰⁾(k)和初值化的汽油发动机的空燃比λ′⁽⁰⁾(k)中符合关联度要求的因素，这些因素的顺序按照升序进行q_i⁽⁰⁾(k)下标i的编排，k为采样时刻；