基于扭矩的增壓發(fā)動機(jī)控制策略研究.pdf

1、當(dāng)今世界，隨著汽車的日益普及，其導(dǎo)致的化石能源過度消耗和環(huán)境污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，政府和汽車企業(yè)都致力于設(shè)計(jì)既可以滿足駕乘人員的動力性要求，又可以降低油耗、減少污染的汽車。為此越來越多的新技術(shù)，如:可變氣門正時(shí)、廢氣再循環(huán)、渦輪增壓、缸內(nèi)直噴等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其中增壓技術(shù)不僅能提高汽車的動力性，而且可以獲得更好的燃油經(jīng)濟(jì)性。新技術(shù)的出現(xiàn)導(dǎo)致了汽車動力系統(tǒng)由單純機(jī)械結(jié)構(gòu)向機(jī)電一體化的方向發(fā)展。同時(shí)，發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)也由單一功能控制向集中控制發(fā)展。

2、在這種情況下，基于扭矩的發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)成為了汽油機(jī)的發(fā)展必然趨勢。該控制系統(tǒng)一方面綜合考慮汽車行駛過程中的能源需求，將其統(tǒng)一為發(fā)動輸出扭矩的需求，提高了發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性;另一方面通過對發(fā)動機(jī)控制策略的優(yōu)化，在滿足車輛動力性的同時(shí)，減少油耗與排放。本文以4缸渦輪增壓汽油機(jī)為研究對象，采用基于扭矩的發(fā)動機(jī)控制思想，對發(fā)動機(jī)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模和控制算法的研究。
　　首先，以某國產(chǎn)發(fā)動機(jī)為原型，根據(jù)其電子節(jié)氣門的工作原理，

3、建立了包括節(jié)氣門本體、驅(qū)動電機(jī)等在內(nèi)的節(jié)氣門仿真模型;分豐斤了該發(fā)動機(jī)工作過程中的氣缸燃燒和進(jìn)排氣過程，設(shè)計(jì)了發(fā)動機(jī)本體的仿真模型。并且基于GT-power與Simulink的聯(lián)合仿真技術(shù)，搭建了一個(gè)高精度的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺。
　　其次，搭建了發(fā)動機(jī)點(diǎn)火噴油系統(tǒng)模型?；诎l(fā)動機(jī)的扭矩需求，設(shè)計(jì)了發(fā)動機(jī)進(jìn)氣控制策略。建立了節(jié)氣門空氣流量、氣缸空氣充量的動力學(xué)模型，同時(shí)提出了基于能量平衡的增壓器控制策略;設(shè)計(jì)了包括發(fā)動機(jī)進(jìn)氣

4、量閉環(huán)控制、節(jié)氣門開度閉環(huán)控制和增壓壓力閉環(huán)控制在內(nèi)的發(fā)動機(jī)三閉環(huán)控制策略。
　　最后，研究了發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制器的控制方法，在傳統(tǒng)PID控制的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)智能積分PID控制和模糊智能積分PID控制器，以此提高發(fā)動機(jī)扭矩的控制質(zhì)量。提出并改進(jìn)了電子節(jié)氣門與增壓壓力聯(lián)合控制策略。通過GT-power與Simulink的聯(lián)合仿真及實(shí)車轉(zhuǎn)轂實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的控制策略不僅可以滿足車輛行駛過程中的扭矩需求，而且在提高發(fā)動機(jī)扭矩響應(yīng)品質(zhì)、提升燃