增壓直噴雙VVT汽油機瞬態(tài)進氣量控制策略研究.pdf

1、增壓小型化、雙VVT和缸內(nèi)直噴技術(shù)是實現(xiàn)汽油機節(jié)能減排的重要技術(shù)手段。增壓器由于存在慣性，容易導(dǎo)致進氣量響應(yīng)遲滯，而雙VVT對進氣量的影響復(fù)雜。傳統(tǒng)的策略采用基于MAP前饋和分段PID反饋控制進氣歧管壓力和增壓壓力以調(diào)整進氣量，容易超調(diào)、響應(yīng)偏慢，且PID參數(shù)整定復(fù)雜。為此，本研究提出了能夠?qū)崿F(xiàn)瞬態(tài)進氣量穩(wěn)定快速控制并標(biāo)定工作量較小的增壓直噴雙VVT汽油機瞬態(tài)進氣量控制策略。
　　首先，以一款1.0T三缸直噴雙VVT汽油機為研究對

2、象，搭建實驗臺架并設(shè)計其控制策略，實現(xiàn)發(fā)動機的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。為了開展控制策略研究，建立該汽油機GT-Power仿真模型，采用臺架實驗數(shù)據(jù)對仿真模型進行了標(biāo)定。
　　其次，設(shè)計了瞬態(tài)進氣量估計算法，將瞬態(tài)下的需求進氣量轉(zhuǎn)換為需求進氣歧管壓力和增壓壓力，以分別對節(jié)氣門和增壓器廢氣旁通閥進行控制。為考慮雙VV T的影響，基于速度密度法模型和采用觀測器對充氣效率模型進行閉環(huán)修正的方法進行進氣量估計算法的設(shè)計。仿真結(jié)果表明，與直接用空氣流量計測

3、量值相比，在定轉(zhuǎn)速變負(fù)荷工況，該算法估計的進氣量與實際值的均方根誤差平均降低46.7％。實驗結(jié)果表明，與用空氣流量計進行La mbda開環(huán)控制相比，該方法能夠在空載變節(jié)氣門開度和定轉(zhuǎn)速變進排氣VVT相位過程中使Lambda的最大偏差減小0.14~0.18，證明了該算法的有效性。
　　再次，設(shè)計了基于節(jié)氣門流量模型前饋結(jié)合主動抗擾反饋控制的節(jié)氣門進氣壓力控制算法，并采用觀測器對MAP進行瞬態(tài)修正前饋結(jié)合主動抗擾反饋控制的增壓器增壓壓

4、力控制算法。采用最優(yōu)油耗策略實現(xiàn)了這兩個壓力控制回路的平順切換，避免進氣量波動。仿真表明，在單獨變轉(zhuǎn)速和單獨變負(fù)荷過程中，進氣量的調(diào)節(jié)時間能保持在1.5s以內(nèi)，最大超調(diào)量為3.6%。進氣量控制的穩(wěn)定性和增壓壓力控制的動態(tài)響應(yīng)性均優(yōu)于傳統(tǒng)的MAP加PID的控制算法。在中小負(fù)荷的臺架試驗結(jié)果表明，本文的控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)進氣量和進氣壓力的快速跟蹤控制。
　　綜上所述，本研究提出的增壓直噴雙VVT汽油機瞬態(tài)進氣量控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)進氣量的快