一种涡轮增压汽油机进气控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103711596103711596A(43)申请公布日2014.04.09(21)申请号201310754148.XF02B37/12(2006.01)(22)申请日2013.12.31(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人胡云峰陈虹任秉韬宫洵(74)专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201代理人齐安全胡景阳(51)Int.Cl.F02D23/00(2006.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书13页说明书13页附图11页附图11页(54)发明名称一种涡轮增压汽油机进气控制方法(57)摘要本发明公开了一种涡轮增压汽油机进气控制方法，旨在减少汽油机电子控制单元的开发中过多标定过程的问题。步骤为:1.节气门开度规划跟踪控制:（1）计算进入气缸的空气流量期望值驾驶员需求扭矩的大小转化为进入汽油机气缸的空气质量流量期望值的大小，由公式得到；（2）计算进气歧管气压期望值根据上一步计算得到的进入气缸空气流量期望值计算进气歧管气压期望值（3）计算期望的节气门开度值，由进气歧管气压期望值并根据节气门流量模型计算期望的节气门开度；（4）进行节气门开度跟踪控制，采用PID控制来实现电子节气门跟踪控制；2.涡轮排气阀开度控制:（1）计算压缩机背气限压值；（2）进行涡轮排气阀神经网络PID控制。CN103711596ACN1037596ACN103711596A权利要求书1/3页1.一种涡轮增压汽油机进气控制方法，其特征在于，所述的一种涡轮增压汽油机进气控制方法的步骤如下:1）节气门开度规划跟踪控制:（1）计算进入气缸的空气流量期望值驾驶员需求扭矩的大小转化为进入汽油机气缸的空气质量流量期望值的大小，由公式计算得到式中：表示进入汽油机气缸空气质量流量期望值，单位kg/s，表示驾驶员需求的扭矩，单位Nm，N为汽油机转速，单位rev/min；（2）计算进气歧管气压压力期望值式中：进气歧管气压压力期望值，单位Pa，表示进入汽油机气缸空气质量流量期望值，单位kg/s，N为汽油机转速，单位rev/min，表示驾驶员需求的扭矩，单位Nm；（3）计算期望的节气门开度值式中：表示节气门开度期望值，单位degree，进气歧管气压期望值，单位Pa，σ3＝Vi/RTi，Ti表示进气歧管内温度，单位K，Vi表示进气歧管容积，单位m，R表示空气质量常数，无单位，表示驾驶员需求的扭矩，单位Nm，N为汽油机转速，单位rev/min，Pr表示节气门前后压强比，即Pr＝Pi/Pb，Pi表示进气歧管气压，单位Pa，Pb表示进入节气门的气体压强，单位Pa，Tb表示进入节气门气体温度，单位K；（4）进行节气门开度跟踪控制：式中：eθ表示节气门开度跟踪误差，单位degree，表示节气门开度期望值，单位degree，θth表示节气门开度实际值，单位degree，当β＝1，时，|eθ(t)|≤12，当β＝0，|eθ(t)|＞12，调试参考参数比例系数kp＝1.2，积分系数ki＝25.31，微分系数kd＝0.0142；2）涡轮排气阀开度控制:2CN103711596A权利要求书2/3页（1）计算压缩机背气限压值；（2）进行涡轮排气阀神经网络PID控制。2.按照权利要求1所述的一种涡轮增压汽油机进气控制方法，其特征在于，所述的计算压缩机背气限压值是指：（1）当汽油机转速较低时，涡轮增压效果不明显，如果是暖机启动，则取消反馈控制，使涡轮排气阀全开，减少涡轮增压；如果是冷机启动，则开启反馈控制，使涡轮排气阀全关，涡轮增压器工作，加速暖机过程；（2）当汽油机转速超过1000rev/min时，转速要高于怠速，将增压后的压缩机背气气压与最优压强做比较，如果增压后的压强没有达到最优增压压强，则保持涡轮增压作用，使涡轮排气阀全关，废气全部流经涡轮推动压缩机做功；随着转速越来越高，当增压后的压强达到最优增压压强时，控制涡轮排气阀开度大小，实现增压后的压强跟踪上最优压强；根据计算出当前压缩机背气限压值；式中：表示压缩机背气限压压力，单位Pa，N为汽油机转速，单位rev/min。3.按照权利要求1所述的一种涡轮增压汽油机进气控制方法，其特征在于，所述的进行涡轮排气阀神经网络PID控制的步骤如下：（1）k=1时，给定各层间权值的初值wij(0)和wj(0)，选定学习速率η1和η2；（2）对给定的参考值和输出值进行采样得r(k)和y(k)，并由此计算偏差e(k)＝r(k)-y(k)；（3）计算神经网络PID中各层节点的输入和输出，网络的输出就是神经网络PID控制方法作用到涡轮排气阀的控制量；隐含层第j个神经元的输入为j＝1,2,3,比例神经元的输出为积分神经元的输出