基于模型方法的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)充氣估算及控制

基于模型方法的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)充氣估算及控制

研究的目的是開發(fā)基于模型的、使用熱流體動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)仿真和多目標(biāo)優(yōu)化方案的發(fā)動(dòng)機(jī)控制和校準(zhǔn)方法。建立了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)系統(tǒng)模型。介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)部件的特性，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整模型中的協(xié)調(diào)參數(shù)。對(duì)所設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)模型在全范圍工作狀態(tài)中的輸出進(jìn)行仿真，利用非線性響應(yīng)曲面模型參數(shù)來充填現(xiàn)有數(shù)據(jù)集，顯示發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)、環(huán)境因素和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出之間的因果關(guān)系。響應(yīng)曲面模型被應(yīng)用在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的葉特朗尼克進(jìn)氣系統(tǒng)控制邏輯中。

將多目標(biāo)遺傳算法寫入發(fā)動(dòng)機(jī)模擬器中，從燃油消耗率、排放和扭矩方面研究最優(yōu)氣門正時(shí)。校準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)模型中的每個(gè)工作點(diǎn)，將控制程序應(yīng)用在渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)控制邏輯中。

利用模型在環(huán)仿真對(duì)控制邏輯進(jìn)行驗(yàn)證，將由節(jié)氣門開度角變化和可變氣門正時(shí)引起充電效率變化的邏輯輸出與模擬器輸出進(jìn)行比較。模型在環(huán)仿真結(jié)果表明，在各種瞬態(tài)操作下，氣缸內(nèi)空氣質(zhì)量的估算結(jié)果與發(fā)動(dòng)機(jī)模擬器結(jié)果吻合較好。

Kunihiko Suzuki et al.SAE 2013-01-1754.

編譯：張世桐