一种基于爆震自学习的点火控制方法
本发明公开了一种基于爆震自学习的点火控制方法，包括以下步骤：首先，基于爆震信号检测进行点火角度控制、基于当前工况确定进行前馈点火角度，将两者结合形成当前时刻的最终点火角度；在工况判断条件符合时进行爆震点火角度自学习和存储；当下一次运行到对应工况时直接调用存储的点火角度，并作为前馈历史点火角度输出；最后进行爆震自学习策略验证。本发明采用上述的一种基于爆震自学习的点火控制方法，通过在线学习实现最佳点火提前角的精确调整，使发动机在长时间运行中保持在最佳点火提前角附近，有效应对了因环境变化、发动机老化等原因导致的原始标定数据不适用的问题，保障发动机的动力输出和燃油经济性，提升发动机整体的控制性能。
发明专利
CN202410575115.7
2024-05-08
CN118346483A
2024-07-15
F02P5/152(2006.01)
大连理工大学
朱晶宇;杨庆汉
116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
北京知艺互联知识产权代理有限公司
孟晨光
辽宁;21
1.一种基于爆震自学习的点火控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、点火角度控制； S2、前馈角度确定； S3、爆震自学习； S4、爆震临时控制； S5、爆震信号检测； S6、爆震自学习策略验证。 2.根据权利要求1所述的一种基于爆震自学习的点火控制方法，其特征在于，步骤S1中，所述点火角度控制包括前馈点火控制策略和点火反馈闭环控制策略，前馈点火控制基于标定数据和历史学习值输出模块，反馈闭环控制包括爆震自学习模块和临时调整模块； 则实际点火角度的输出为历史学习值、基础值、临时调整值三者之和，即： Ignangle＝tempangle+learnedangle+baseangle (1) 其中tempangle为临时调整值，其值根据爆震信号进行反馈调整，learnedangle为历史学习值，根据历史运行工况学习后确定，baseangle为基础值，根据初始发动机标定确定。 3.根据权利要求2所述的一种基于爆震自学习的点火控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述前馈角度确定分为基础角度确定和历史学习角度确定，基础角度确定根据当前工况，采用MAP确定基础点火提前角，所述MAP是通过调查原型发动机获取的，具体过程为通过对不同转速、歧管压力和进气温度进行工况点遍历，获得三维基础点火MAP； 所述历史学习输出值模块根据当前发动机转速和歧管压力，输出对应的历史学习值，其中历史学习值初始状态默认为0，在后续发动机运转时根据爆震自学习模块实时更新并保存。 4.根据权利要求3所述的一种基于爆震自学习的点火控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述点火反馈闭环控制策略用于爆震的控制，所述爆震自学习模块工作流程如下： Sa1、工况点记录： 根据爆震信号进行数据记录，当监测到爆震信号为微爆震范围时，此时启动信号记录，同时记录转速，歧管压力，以及调整后的点火角度；其中调整后的点火角度为： Ignadjangle＝tempangle+learnedangle (2) 即临时调整值以及历史学习值之和； Sa2、连续性判断、稳定性判断： 每次工况记录会进行连续性判断，即此时记录的爆震信号与上n次爆震信号是否连续的n+1个发动机循环； 每次工况记录会进行稳定性判断，根据转速数组和歧管压力数组的方差，判断所记录的工况信息是否为同一个工况； 若同时满足上述两条件，则进入爆震角度学习，此时输出learned flag，传递给临时调整模块，表示当前工况已更新； Sa3、信号记录： 基于MAP，将工况点划分为一个个小区域，当满足学习条件时，根据数值进行对应MAP的数值更新。 5.根据权利要求4所述的一种基于爆震自学习的点火控制方法，其特征在于，所述临时调整模块同时接收爆震信号和工况信息，具体工作流程如下： Sb1、当存在爆震信号时，根据爆震信号确定是否提前点火或推迟点火； Sb2、针对调整值进行大小值判断，限制其调整范围，防止数值异常； Sb3、根据当前工况点与上次循环工况的差异性进行工况连续性判断，判断转速与歧管压力差异情况，差异过大时认为工况不连续，则判断是否点火提前，若点火提前，则归0，若点火推迟，此时正常输出； Sb4、最后进行工况点学习判断，若工况点已学习，则令临时调整值归0，由历史学习值进行相应工况点爆震反馈修正。 6.根据权利要求5所述的一种基于爆震自学习的点火控制方法，其特征在于，步骤S5中，利用TPIC8101芯片进行爆震信号检测，具体过程如下： S51、采用两个宽带放大器处理来自压电传感器的信号，放大器的输出输入一个通道选择MUX开关，然后输入一个三阶抗混叠滤波器，并通过增益进行调整； S52、进入带通滤波器进行提取相应特征频率，其中带通滤波器输出的为全波整流，并且低于供电电压VDD，利用SPI设置的积分器时间常数和INT/HOLD脉冲持续时间设置的积分时间窗口对全波整流信号进行积分； S53、在每个爆震检测窗口开始时，积分器输出被重置，数字输出直接连接到微处理器，集成信号通过DAC转换为模拟格式，微处理器连接此信号，读取此数据，并调整火花点火时间； 其中输出的电压可以描述为： 其中，Vo为输出电压，VIN为输入电压峰值，AIN为输入放大器增益，AP为可编程增益，ABP为带通滤波增益，AINT为积分器增益，tINT为积分时间，τC为可编程的积分时间常数，Ao输出缓冲增益，VRESET为开始积分时的重置电压。 7.根据权利要求6所述的一种基于爆震自学习的点火控制方法，其特征在于，步骤S6中，利用硬件在环与快速控制原型联合仿真平台进行策略验证，具体流程如下： S61、利用硬件在环系统进行工况模拟，将控制策略部署于快速控制原型当中，并通过物理接线进行两者信号交互，设置三种典型工况。 S62、在工况一下，使爆震信号处于爆震范围，测试控制策略在面对爆震时的点火延迟调节能力； S63、当爆震临时调节达到一定范围时，将爆震信号置于微爆震状态，验证爆震自学习功能是否有效； S64、确认学习功能生效后，将发动机转入工况二，测试控制策略在非爆震情况下的点火提前调节能力； S65、当爆震点火提前调节到一定范围时，将爆震信号置于微爆震状态，检验爆震自学习对点火提前的影响是否有效； S66、在工况二完成爆震学习后，将发动机转入工况三，测试控制策略在面对工况突变时临时调整策略的有效性。