[發(fā)明專(zhuān)利]一種增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010398672.8
• 申請(qǐng)日: 2020-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111677594B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋康;謝輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F02D41/00
• 分類(lèi)號(hào): F02D41/00;F02D9/02;F02B37/24;F02B37/16;F02D41/18;F02D41/14
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 李薇

1.一種基于需求扭矩預(yù)測(cè)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，利用常規(guī)空氣供給控制策略查找當(dāng)前需求扭矩和預(yù)測(cè)的需求扭矩的時(shí)間序列；

步驟2，如果未來(lái)n秒后，所述預(yù)測(cè)的需求扭矩不增大，則返回步驟1；

如果未來(lái)n秒后，所述預(yù)測(cè)的需求扭矩增大，則進(jìn)一步判斷所述當(dāng)前需求扭矩是否增大：

若所述當(dāng)前需求扭矩不增大則啟動(dòng)瞬態(tài)儲(chǔ)氣控制策略，進(jìn)入步驟3；若所述當(dāng)前需求扭矩增大則啟動(dòng)瞬態(tài)空氣加速供給策略，進(jìn)入步驟6；

步驟3，根據(jù)所述當(dāng)前需求扭矩計(jì)算得到當(dāng)前所需進(jìn)氣量，根據(jù)所述預(yù)測(cè)的需求扭矩計(jì)算得到未來(lái)所需進(jìn)氣量；

步驟4，根據(jù)所述未來(lái)所需進(jìn)氣量較所述當(dāng)前所需進(jìn)氣量的增加量，計(jì)算瞬態(tài)儲(chǔ)氣控制策略的節(jié)氣門(mén)前目標(biāo)壓力；

步驟5，通過(guò)同時(shí)減小節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和增壓器的放氣閥或噴嘴環(huán)開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)計(jì)算瞬態(tài)儲(chǔ)氣控制策略的節(jié)氣門(mén)前目標(biāo)壓力，維持常規(guī)空氣供給控制策略中的節(jié)氣門(mén)后壓力，然后返回所述步驟1；

步驟6，采用閉環(huán)控制算法，快速增大節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，利用節(jié)氣門(mén)前儲(chǔ)備的高壓氣體，快速提升節(jié)氣門(mén)后的壓力，跟蹤節(jié)氣門(mén)后壓力目標(biāo)值，本步驟開(kāi)始k秒后，瞬態(tài)空氣加速供給策略的節(jié)氣門(mén)前目標(biāo)壓力切換回常規(guī)空氣供給控制策略中的取值；

步驟7，當(dāng)節(jié)氣門(mén)前的實(shí)際壓力與常規(guī)空氣供給控制策略中的節(jié)氣門(mén)前壓力取值相等或取值之差達(dá)到預(yù)定閾值時(shí)，聯(lián)合調(diào)節(jié)增壓器放氣閥或噴嘴環(huán)的開(kāi)度，持續(xù)跟蹤發(fā)動(dòng)機(jī)所需的進(jìn)氣量或壓力目標(biāo)值，返回步驟1。

2.如權(quán)利要求1所述的基于需求扭矩預(yù)測(cè)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法，其特征在于，所述步驟2中，n根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)特性進(jìn)行標(biāo)定。

3.如權(quán)利要求1所述的基于需求扭矩預(yù)測(cè)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法，其特征在于，所述步驟6中，k根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)特性進(jìn)行標(biāo)定。

4.如權(quán)利要求1所述的基于需求扭矩預(yù)測(cè)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法，其特征在于，n為0.5～3，k為0.5～3。

5.如權(quán)利要求1所述的基于需求扭矩預(yù)測(cè)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法，其特征在于，所述步驟3中，根據(jù)所述當(dāng)前需求扭矩計(jì)算當(dāng)前所需進(jìn)氣量的方法為：根據(jù)當(dāng)前需求扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率計(jì)算所需的每缸每循環(huán)的噴油量，再結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣-燃油比例控制要求，計(jì)算當(dāng)前所需進(jìn)氣量，即空氣量。

6.如權(quán)利要求1所述的基于需求扭矩預(yù)測(cè)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法，其特征在于，所述步驟3中，根據(jù)所述預(yù)測(cè)的需求扭矩計(jì)算未來(lái)所需進(jìn)氣量的方法為：根據(jù)預(yù)測(cè)的需求扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率計(jì)算所需的每缸每循環(huán)的噴油量，再結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣-燃油比例控制要求，計(jì)算未來(lái)所需進(jìn)氣量，即空氣量。

7.如權(quán)利要求1所述的基于需求扭矩預(yù)測(cè)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法，其特征在于，所述步驟4中，根據(jù)所述未來(lái)所需進(jìn)氣量較所述當(dāng)前所需進(jìn)氣量的增加量，計(jì)算所需的進(jìn)氣歧管內(nèi)的氣體壓力的增加量Δp，Δp與常規(guī)空氣供給控制策略中的節(jié)氣門(mén)前目標(biāo)壓力相加，即為瞬態(tài)儲(chǔ)氣控制策略中的節(jié)氣門(mén)前目標(biāo)壓力。

8.如權(quán)利要求1所述的基于需求扭矩預(yù)測(cè)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法，其特征在于，所述步驟4中，瞬態(tài)儲(chǔ)氣控制策略中的節(jié)氣門(mén)前目標(biāo)壓力大于步驟1中常規(guī)空氣供給控制策略中的節(jié)氣門(mén)前壓力。

9.如權(quán)利要求1所述的基于需求扭矩預(yù)測(cè)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法，其特征在于，在計(jì)算出瞬態(tài)儲(chǔ)氣控制策略中的節(jié)氣門(mén)前目標(biāo)壓力后，所述步驟5中，采用閉環(huán)控制器，調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和增壓器的放氣閥或噴嘴環(huán)開(kāi)度，跟蹤步驟4所得的所述節(jié)氣門(mén)前目標(biāo)壓力和目標(biāo)節(jié)氣門(mén)后壓力。

10.如權(quán)利要求1所述的基于需求扭矩預(yù)測(cè)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲(chǔ)氣與供給控制方法，其特征在于，所述步驟6中，所述閉環(huán)控制算法為PID閉環(huán)控制算法、自抗擾控制算法、模型預(yù)測(cè)控制算法或滑模控制算法。