【正文】 型〔還有人研究了發(fā)動(dòng)機(jī)中火花塞位置的最佳化問題〕。點(diǎn)火時(shí)刻的精確控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有很大影響,但是普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)不能對(duì)點(diǎn)火正時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制。試驗(yàn)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，火花塞的擊穿電壓為78kV，發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)達(dá)19kV。但在起動(dòng)、怠速以及突然加速時(shí)需要較高的點(diǎn)火能量。不同的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況，最佳點(diǎn)火提前角是不同的。當(dāng)采用電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)ESA時(shí)，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際點(diǎn)火提前角更接近于理想的點(diǎn)火提前角。 負(fù)荷對(duì)最佳點(diǎn)火提前角的影響3．空燃比的影響，當(dāng)空燃比A/，所需的最佳點(diǎn)火提前角最小，因?yàn)榇藭r(shí)燃燒速度最快。HC的濃度減少110－4，燃油消耗增大約10%。由此看來，通過改變點(diǎn)火時(shí)刻來降低有害排放物，必然要犧牲發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 微機(jī)控制電子點(diǎn)火系的優(yōu)化控制微機(jī)控制電子點(diǎn)火系的控制功能包括點(diǎn)火提前角控制、通電時(shí)間控制和爆震控制。而點(diǎn)火提前角的控制是相當(dāng)復(fù)雜的多變量求解問題，實(shí)踐證明很難找到進(jìn)行控制的精確數(shù)學(xué)模型，而且也沒有這個(gè)必要。該系統(tǒng)的點(diǎn)火提前角控制包括兩種基本情況：一種是起動(dòng)期間的點(diǎn)火提前角控制，另一種是發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行期間的點(diǎn)火提前角控制。初始點(diǎn)火提前角一般為上止點(diǎn)前5176?；军c(diǎn)火提前角是電腦根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣流量（或進(jìn)氣壓力）傳感器的檢測(cè)參數(shù)，由三維點(diǎn)火正時(shí)脈譜圖確定的點(diǎn)火提前角。怠速工況下的點(diǎn)火提前角的確定有使用怠速時(shí)的MAP圖再結(jié)合其他修正量進(jìn)行控制的，這固然能對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行精確控制，但是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)的點(diǎn)火提前角的標(biāo)定卻加大了標(biāo)定的工作量，而且怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)無負(fù)荷，燃燒混合氣較濃，排放特性的控制主要依靠噴油量的調(diào)節(jié)，且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化無規(guī)律，所以對(duì)點(diǎn)火提前角的控制的意義不是很大。再考慮到初始點(diǎn)火提前角，兩種工況所對(duì)應(yīng)的實(shí)際點(diǎn)火提前角分別為14176。通過上述方法獲得初始點(diǎn)火提前角和基本點(diǎn)火提前角之后，再根據(jù)其他傳感器的檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行修正，就可能得到實(shí)際點(diǎn)火提前角。在ECU中存儲(chǔ)有閉合角控制模型，閉合角隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增大和蓄電池電壓的減小而增大。 爆震傳感器輸出信號(hào)處理框圖，爆震傳感器把缸體震動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入ECU，ECU對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、比較、計(jì)算等處理后，判定是否發(fā)生爆震，再由CPU根據(jù)此信號(hào)調(diào)整點(diǎn)火提前角。近年來人們對(duì)汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的追求，推動(dòng)了對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)爆震問題的研究。 微機(jī)控制微機(jī)控制電子點(diǎn)火系統(tǒng)的電子控制器通過各種傳感器把發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)信號(hào)，采集到內(nèi)存RAM中。 傳感器技術(shù)傳感器是汽車的神經(jīng)，目前，一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。 控制理論控制理論是編制應(yīng)用和優(yōu)化控制軟件的理論基礎(chǔ)。因此，一般采用實(shí)驗(yàn)方法找出各種工況下的最佳點(diǎn)火提前角，然后以數(shù)據(jù)形式存入微機(jī)內(nèi)存。頂點(diǎn)保持法是在發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作后先正方向增加輸入量，并不斷檢測(cè)輸出量，若輸出量增加，便一直增加下去直到輸出量下降后再反方向控制，這樣可以一直保持輸出量在最大值附近，而達(dá)到優(yōu)化控制的目的，但該方法對(duì)多輸入量系統(tǒng)不太適宜。模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是近年來出現(xiàn)的新的控制理論。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以其分布式并行信息處理、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)以及理想記憶等優(yōu)點(diǎn)，為解決故障診斷系統(tǒng)的知識(shí)表示、獲取和并行推理等問題開辟了新途徑，受到高度的重視并得到廣泛的研究和應(yīng)用。因此，在選擇電子點(diǎn)火元件時(shí)，其工作時(shí)能量的損耗必須被考慮在內(nèi)。電子點(diǎn)火系統(tǒng)雖然克服了傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)不能可靠點(diǎn)火的缺點(diǎn)，使點(diǎn)火能量不隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，但發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，由于混合氣壓縮終了的溫度已接近其自燃溫度，所需要的點(diǎn)火能量很小，這時(shí)如果繼續(xù)采用高能點(diǎn)火，就會(huì)造成能源的浪費(fèi)，并且由于長(zhǎng)期工作在高能點(diǎn)火狀態(tài)，加速了元件的老化。因此，可通過初級(jí)電流還未達(dá)到穩(wěn)定值時(shí)便切斷初級(jí)電路來改變初級(jí)電流，即通過控制閉合角的大小來改變初級(jí)電流，初級(jí)電流穩(wěn)定后，任何時(shí)候切斷電流都不能改變電流幅值，并且電流不能高于其穩(wěn)定值。點(diǎn)火能量過低，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩下降，油耗上升，排放變壞，甚至造成發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。因此研究汽油發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下所需的最佳點(diǎn)火能量，以及如何實(shí)現(xiàn)精確控制點(diǎn)火能量是今后需要研究的課題。另外，高能點(diǎn)火能在稀混合燃料下使燃燒火焰增強(qiáng)和加速，縮短燃燒持續(xù)時(shí)間，增加發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性，減少燃油消耗，因此可通過提高點(diǎn)火能量來提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。使用通用設(shè)備代價(jià)低，精度也低，而使用專用設(shè)備及相應(yīng)的傳感元件，雖然精度很高，但是代價(jià)很高。隨著世界汽車在安全性、舒適性、智能行駛等方面的迅速發(fā)展和新的突破，國(guó)內(nèi)企業(yè)特別要注意如下幾個(gè)方面的技術(shù)動(dòng)向，做好相關(guān)的技術(shù)開發(fā)及儲(chǔ)備工作：（燃油、天然氣等）的混合使用，對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)可靠性、安全性要求更高；，必須有新的點(diǎn)火系統(tǒng)及其它電子設(shè)備的產(chǎn)生和應(yīng)用；、環(huán)保等要求的不斷提高，必須有新的點(diǎn)火系統(tǒng)來完成這一艱巨任務(wù)；，新材料的出現(xiàn)，必將不斷產(chǎn)生新的點(diǎn)火系統(tǒng)。，開發(fā)低耗能電子元件是目前電子點(diǎn)火系統(tǒng)也是汽車電子控制系統(tǒng)急需要解決的問題之一。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！在論文完成之際，我的心情萬分激動(dòng)。使我能夠不斷地提高學(xué)習(xí)，同時(shí)，王永剛老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度也令我十分敬佩，是我以后學(xué)習(xí)和工作的榜樣。作為他們的孩子，我秉承了他們樸實(shí)、堅(jiān)韌的性格，也因此我有足夠的信心和能力戰(zhàn)勝前進(jìn)道路上的艱難險(xiǎn)阻；也因?yàn)樗麄兊娜找剐羷冢也庞袡C(jī)會(huì)如愿完成自己的大學(xué)學(xué)業(yè)，進(jìn)而取得進(jìn)一步發(fā)展的機(jī)會(huì)。另外，我必須感謝我的父母。我首先要感謝王永剛老師，是他將我領(lǐng)進(jìn)了信息的大門，并對(duì)我的研究提出了許多寶貴的意見，使我的研究工作有了目標(biāo)和方向。 致 謝時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢(mèng)秋云，聚散真容易。綜上所述，隨著微機(jī)控制在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)上的應(yīng)用和點(diǎn)火系統(tǒng)控制技術(shù)的日臻成熟，對(duì)點(diǎn)火能量進(jìn)行定性乃至定量研究，總結(jié)出理想的點(diǎn)火能量曲線并進(jìn)行精確控制的研究就顯得十分必要了；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子點(diǎn)火系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢(shì)及技術(shù)創(chuàng)新可行點(diǎn)如下：、精確的微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)已成為電子點(diǎn)火系統(tǒng)的發(fā)展要求， 同時(shí)也對(duì)傳感器的開發(fā)提出了更高的要求。結(jié) 論汽車工業(yè)的水平，是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志．世界汽車工業(yè)正在進(jìn)行一場(chǎng)新的技術(shù)革命，圍繞環(huán)保節(jié)能、安全、可靠及舒適等性能，各國(guó)都制定了長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃我國(guó)“十五”規(guī)劃經(jīng)濟(jì)工作重點(diǎn)將發(fā)展汽車工業(yè)放在非常重要的位置。因此，研究發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下不同的點(diǎn)火能量與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放的關(guān)系并在此基礎(chǔ)上，開發(fā)隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化而精確調(diào)節(jié)點(diǎn)火能量的裝置有著相當(dāng)重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和理論價(jià)值。傳統(tǒng)的點(diǎn)火能量只有3050mJ，點(diǎn)火高壓1215KV，不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在所有工況下可靠的點(diǎn)火。因此，對(duì)點(diǎn)火能量的研究十分重要。該種方法不僅可以通過控制點(diǎn)火次數(shù)來控制點(diǎn)火能量，而且由于在一個(gè)點(diǎn)火時(shí)刻內(nèi)產(chǎn)生多次電火花，使后續(xù)著火反應(yīng)所需能量得到及時(shí)補(bǔ)充，可有效縮短著火延遲期，提高混合氣的燃燒速率，進(jìn)而縮短高溫燃燒持續(xù)作用時(shí)間，減少高溫散熱等損失，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。目前控制點(diǎn)火能量主要有兩種途徑：一種是通過改變點(diǎn)火線圈中的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)點(diǎn)火能量：在線圈不變的情況下，線圈儲(chǔ)能唯一決定于初級(jí)電流，電流增大，儲(chǔ)能增加，反之亦然。 點(diǎn)火能量點(diǎn)火能量是指發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞電極間高壓放電的能量，是系統(tǒng)次級(jí)高壓放電時(shí)作用在火花塞電極間隨時(shí)間變化的電壓與電流的乘積對(duì)時(shí)間的積分。發(fā)動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，點(diǎn)火線圈耗損的能量約占其電流上升時(shí)間內(nèi)輸入能量的59%左右；在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，約占50%左右。它采用閉環(huán)模糊控制與程序控制相結(jié)合的控制方案，由程序控制部分給出基本點(diǎn)火時(shí)刻，閉環(huán)模糊控制部分控制跟蹤理想工況，自動(dòng)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)刻，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)始終運(yùn)行于理想工況。這也是一種試探錯(cuò)誤的方法，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤即改變方向，總會(huì)找到正確的途徑，不過應(yīng)該設(shè)法盡量減少錯(cuò)誤的次數(shù)，把找到正確途徑的時(shí)間縮短至最低限度。此外，目前應(yīng)用較成熟的另一種控制方法為自適應(yīng)在線搜索法，它包括頂點(diǎn)保持法和登山法。建立汽車電子控制系統(tǒng)的一般規(guī)律是首先對(duì)汽車的某個(gè)系統(tǒng)，如點(diǎn)火提前角優(yōu)化控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，建立數(shù)學(xué)模型，然后采用相應(yīng)的控制方法進(jìn)行優(yōu)化控制。傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)多功能化、集成化和智能化，不僅要能提供用于模擬和處理的信號(hào)，而且還能對(duì)信號(hào)作放大和處理。目前的微機(jī)控制系統(tǒng)大都采用復(fù)雜的可編程通用微處理器，編程復(fù)雜，精確度低，且處理器之間存在干涉，因此專門用于汽車電子的微處理器開發(fā)成為緊迫的課題，使其能實(shí)現(xiàn)精確控制，且易于編程。 微機(jī)控制電子點(diǎn)火系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)本章針對(duì)普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，探討汽車點(diǎn)火系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢(shì)。除了上述通過調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻控制爆震外，由于影響汽油發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的因素很多，如壓縮比、辛烷值、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、燃燒室結(jié)構(gòu)等參數(shù)，優(yōu)化改進(jìn)這些結(jié)構(gòu)、運(yùn)行參數(shù)，也可以有效地抑制爆震的發(fā)生。 閉合角控制模型 爆震優(yōu)化控制增大點(diǎn)火提前角，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的最高壓力增大，燃油利用率提高，同時(shí)爆震傾向加劇。 閉合角優(yōu)化控制閉合角控制又稱通電時(shí)間控制。（2）正常運(yùn)行時(shí)的基本點(diǎn)火提前角正常運(yùn)行時(shí)的基本點(diǎn)火提前角是指節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點(diǎn)打開時(shí)所對(duì)應(yīng)的基本點(diǎn)