本文關(guān)鍵詞：基于扭矩的增壓發(fā)動機控制策略研究

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【摘要】：當今世界,隨著汽車的日益普及,其導致的化石能源過度消耗和環(huán)境污染問題愈發(fā)嚴重,政府和汽車企業(yè)都致力于設(shè)計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、廢氣再循環(huán)、渦輪增壓、缸內(nèi)直噴等技術(shù)應(yīng)運而生。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)濟性。新技術(shù)的出現(xiàn)導致了汽車動力系統(tǒng)由單純機械結(jié)構(gòu)向機電一體化的方向發(fā)展。同時,發(fā)動機控制系統(tǒng)也由單一功能控制向集中控制發(fā)展。在這種情況下,基于扭矩的發(fā)動機電子控制系統(tǒng)成為了汽油機的發(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)動機管理系統(tǒng)的可擴展性和靈活性；另一方面通過對發(fā)動機控制策略的優(yōu)化,在滿足車輛動力性的同時,減少油耗與排放。本文以4缸渦輪增壓汽油機為研究對象,采用基于扭矩的發(fā)動機控制思想,對發(fā)動機進行了數(shù)學建模和控制算法的研究。首先,以某國產(chǎn)發(fā)動機為原型,根據(jù)其電子節(jié)氣門的工作原理,建立了包括節(jié)氣門本體、驅(qū)動電機等在內(nèi)的節(jié)氣門仿真模型；分析了該發(fā)動機工作過程中的氣缸燃燒和進排氣過程,設(shè)計了發(fā)動機本體的仿真模型。并且基于GT-power與Simulink的聯(lián)合仿真技術(shù),搭建了一個高精度的發(fā)動機控制系統(tǒng)虛擬實驗平臺。其次,搭建了發(fā)動機點火噴油系統(tǒng)模型�；诎l(fā)動機的扭矩需求,設(shè)計了發(fā)動機進氣控制策略。建立了節(jié)氣門空氣流量、氣缸空氣充量的動力學模型,同時提出了基于能量平衡的增壓器控制策略；設(shè)計了包括發(fā)動機進氣量閉環(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)動機三閉環(huán)控制策略。最后,研究了發(fā)動機閉環(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)動機扭矩的控制質(zhì)量。提出并改進了電子節(jié)氣門與增壓壓力聯(lián)合控制策略。通過GT-power與Simulink的聯(lián)合仿真及實車轉(zhuǎn)轂實驗,驗證了本文設(shè)計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)動機扭矩響應(yīng)品質(zhì)、提升燃油經(jīng)濟性方面具有一定的效果。
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464.135

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