增壓直噴式雙VVT汽油機(jī)負(fù)荷控制研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染、能源危機(jī)的加劇，世界各國(guó)都提出了越來(lái)越嚴(yán)苛的排放法規(guī)，節(jié)能減排已經(jīng)深入人心。相對(duì)傳統(tǒng)汽油機(jī)，小型強(qiáng)化汽油機(jī)能降低泵氣損失，具有較好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，已逐漸成為汽車(chē)市場(chǎng)主流。缸內(nèi)直噴、渦輪增壓和雙VVT技術(shù)是小型汽油機(jī)節(jié)能減排的核心。本文基于一款1.0T三缸直噴雙VVT汽油機(jī)開(kāi)發(fā)了Open-ECU控制器，基于扭矩架構(gòu)設(shè)計(jì)了控制策略，采用了主動(dòng)抗擾思想進(jìn)行執(zhí)行器控制，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并優(yōu)化了控制效果。
　　首先，

2、搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，開(kāi)發(fā)硬件平臺(tái)和基礎(chǔ)軟件平臺(tái)，硬件平臺(tái)以英飛凌的32位多核單片機(jī)TC27x為核心控制單元，包括電源管理、最小系統(tǒng)、信號(hào)采集、boost升壓電路、點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)、低邊驅(qū)動(dòng)、噴油器驅(qū)動(dòng)、CAN通信等模塊?；A(chǔ)軟件設(shè)計(jì)包含發(fā)動(dòng)機(jī)位置、復(fù)雜信號(hào)驅(qū)動(dòng)、A/D轉(zhuǎn)換、I/O輸入輸出、通信、故障診斷和任務(wù)調(diào)度等模塊，為發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)打下基礎(chǔ)。
　　其次，基于扭矩架構(gòu)進(jìn)行整體控制策略開(kāi)發(fā)，其中包含扭矩管理、空氣模型、增壓壓力控制、節(jié)氣門(mén)控制

3、、VVT控制、歧管壓力控制、空燃比控制、軌壓控制、點(diǎn)火角控制、爆震控制、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)及故障診斷等模塊。策略以原始油門(mén)扭矩為基礎(chǔ)，在慢速扭矩控制過(guò)程中通過(guò)控制目標(biāo)進(jìn)氣量，從而控制節(jié)氣門(mén)；在快速扭矩中控制目標(biāo)點(diǎn)火效率，從而控制點(diǎn)火角來(lái)達(dá)到需求扭矩的快速響應(yīng)。最終在扭矩架構(gòu)管理模塊輸出空氣系統(tǒng)執(zhí)行器的目標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)氣門(mén)、增壓器以及VVT的扭矩分配。根據(jù)各個(gè)執(zhí)行器的工作特點(diǎn)，建立相應(yīng)的控制器模型，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器的快速響應(yīng)和穩(wěn)定控制，優(yōu)

4、化了發(fā)動(dòng)機(jī)的控制效果。
　　再次，在執(zhí)行器的控制過(guò)程中，設(shè)計(jì)PID控制器來(lái)進(jìn)行各個(gè)執(zhí)行器的控制，在調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)采用單一PID參數(shù)常常不能滿(mǎn)足復(fù)雜控制對(duì)象的需要，常常采用分段式PID，需要大量的參數(shù)標(biāo)定，增加了調(diào)參的難度，且廢氣閥與VVT的控制均面臨著不同程度的外部干擾，很難達(dá)到理想的控制效果。采用基于主動(dòng)控制器 ADRC(Active Disturbances Rejection Controller)的控制思想，通過(guò)帶寬來(lái)表