[發(fā)明專利]一種增壓發(fā)動機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲氣與供給控制方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010398672.8 | 申請日: | 2020-05-12 |
| 公開(公告)號: | CN111677594B | 公開(公告)日: | 2021-09-10 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 宋康;謝輝 | 申請(專利權(quán))人: | 天津大學(xué) |
| 主分類號: | F02D41/00 | 分類號: | F02D41/00;F02D9/02;F02B37/24;F02B37/16;F02D41/18;F02D41/14 |
| 代理公司: | 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214 | 代理人: | 李薇 |
| 地址: | 300072*** | 國省代碼: | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 增壓 發(fā)動機(jī) 空氣 系統(tǒng) 快速 供給 控制 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于需求扭矩預(yù)測的增壓發(fā)動機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲氣與供給控制方法,在預(yù)測到未來需要較大的扭矩輸出時,首先關(guān)小增壓器放氣閥或噴嘴環(huán),提升節(jié)氣門前的壓力,同時節(jié)氣門保持進(jìn)氣歧管中的壓力近似不變,提前在節(jié)氣門與壓氣機(jī)之間的管路內(nèi)儲備相對高壓高密度的空氣。待實(shí)際扭矩需求馬上到來時,迅速開大節(jié)氣門,利用儲備的高密度空氣,加速空氣供給。本發(fā)明有效提高了瞬態(tài)過程扭矩響應(yīng)速度,降低了油耗。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種基于需求扭矩預(yù)測的增壓發(fā)動機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲氣與供給控制方法。
背景技術(shù)
進(jìn)氣增壓是現(xiàn)代發(fā)動機(jī)廣泛采用的技術(shù),是提高升功率、實(shí)現(xiàn)小型強(qiáng)化的重要手段。然而,隨著發(fā)動機(jī)小型強(qiáng)化程度的增強(qiáng)和RDE(實(shí)際駕駛排放)測試循環(huán)的實(shí)施,發(fā)動機(jī)扭矩的快速響應(yīng)不僅直接影響動力性,還影響油耗和排放。
目前,提升發(fā)動機(jī)扭矩響應(yīng)的途徑主要有幾類:1)使用電機(jī)或其他動力源與發(fā)動機(jī)共同驅(qū)動車輛,構(gòu)成混合動力技術(shù);2)采用可變截面增壓(VGT)技術(shù)加速空氣響應(yīng);3)采用電輔助渦輪增壓技術(shù)加速空氣響應(yīng),4)采用先進(jìn)的瞬態(tài)控制算法。由于空氣響應(yīng)速度慢是發(fā)動機(jī)扭矩響應(yīng)的最大瓶頸,所以提高空氣的供給速度是最關(guān)鍵和最有效方法。在上述四類技術(shù)中,第4)種技術(shù)不需要發(fā)動機(jī)的硬件改動、成本低,一直被人們重視。
對于第4)種瞬態(tài)控制算法,根據(jù)所使用當(dāng)前還是未來信息的不同,可將其分為兩大類: 1)基于當(dāng)前發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況的控制;2)使用未來行駛工況的控制。
在過去,由于未來的行駛工況信息并不容易獲取,并且未來工況的預(yù)測往往需要較高的計算量,因此在該研究分支上的工作相對較少。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的增壓發(fā)動機(jī)瞬時扭矩響應(yīng)慢、瞬態(tài)的油耗和排放差的問題,而提供一種基于需求扭矩預(yù)測的增壓發(fā)動機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲氣與供給控制方法。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
一種基于需求扭矩預(yù)測的增壓發(fā)動機(jī)空氣系統(tǒng)的快速儲氣與供給控制方法,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)測的需求扭矩的時間序列;
步驟2,如果未來n秒后,所述預(yù)測的需求扭矩不增大,則返回步驟1;
如果未來n秒后,所述預(yù)測的需求扭矩增大,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瞬態(tài)儲氣控制策略,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)前需求扭矩計算得到當(dāng)前所需進(jìn)氣量,根據(jù)所述預(yù)測的需求扭矩計算得到未來所需進(jìn)氣量;
步驟4,根據(jù)所述未來所需進(jìn)氣量較所述當(dāng)前所需進(jìn)氣量的增加量,計算瞬態(tài)儲氣控制策略的節(jié)氣門前目標(biāo)壓力(即節(jié)氣門與壓氣機(jī)之間的管路內(nèi)的目標(biāo)壓力);
步驟5,通過同時減小節(jié)氣門開度和增壓器的放氣閥或噴嘴環(huán)開度,實(shí)現(xiàn)計算瞬態(tài)儲氣控制策略的節(jié)氣門前目標(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)氣門開度,利用節(jié)氣門前儲備的高壓氣體,快速提升節(jié)氣門后的壓力,跟蹤節(jié)氣門后壓力目標(biāo)值,(節(jié)氣門后壓力目標(biāo)值為發(fā)動機(jī)控制策略中的基本參數(shù),主要取決于對發(fā)動機(jī)功率輸出的需求,為行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員熟知。)本步驟開始 n秒后,瞬態(tài)空氣加速供給策略的節(jié)氣門前目標(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)氣門前壓力取值相等或取值之差達(dá)到預(yù)定閾值時,聯(lián)合調(diào)節(jié)增壓器放氣閥或噴嘴環(huán)的開度,持續(xù)跟蹤發(fā)動機(jī)所需的進(jìn)氣量或壓力目標(biāo)值,返回步驟1。
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