[发明专利]基于模型的发动机瞬态进气量预估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于模型的发动机瞬态进气量预估方法，属于汽车电子软件开发领域。

背景技术

对于量调节发动机控制，一般是根据进气量的多少和目标空燃比来计算燃油量的。但是对于一般进气道喷射发动机，当前循环燃油喷射时刻要先于进气量完成时刻(一般认为在进气循环下止点完成进气，但为了预混合，燃料喷射一般提前喷入进气歧管)。如图1所示，在进气冲程下止点完成进气，在此之前就要完成喷油。如果发动机在稳态工况下运行，则可以精确保证燃料浓度。但如果发动机在急剧变化的瞬态工况下，则必须在油量计算前，要先大致估计出下一循环的进气量，然后再根据此进气量进行目标油量计算。只有这样，才能更好的保证空燃比，否则很容易出现发动机“加速偏稀，减速过浓”的现象，造成瞬态工况下扭矩响应性差，排放恶化的现象。由于车用发动机瞬态工况所占的比重很大，所以必须要提高瞬态工况下目标循环进气量的估计精度。

目前比较普遍的预估方法是监测进气压力的变化，根据进气压力的梯度，来确定是否进入瞬态工况。然后以此梯度为变化规律，估计出在进气行程下止点的进气压力。最后根据进气压力计算空气流量。

由于用已知梯度来直接代表发动机充气效率的变化趋势精度很差，并且必须需要一定时间进行工况确认，所以最终空气量估计的准确性比较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模型的发动机瞬态进气量预估方法，是一种基于模型的预估方法，再结合基于传感器信号的预估方法，提高了控制精度，从而避免了瞬态工况下扭矩响应性差，排放恶化的现象。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于模型的发动机瞬态进气量预估方法，其特征在于：由以下几个物理模型和计算方法组成；即进气压力传感器信号的采集与处理、基于速度密度法的主充气模型、基于节气门流量特性的次充气模型、节气门角度预估模型、进气管动态负荷模型、充量系数的预估计算；计算过程是在10ms任务中依次计算次充气模型，节气门角度预估模型，在缺齿中断计算当前进气压力、主充气模型、进气管动态负荷模型和充量系数预估模型，如图1所示。

所述的充量系数的预估计算是把当前单缸进气质量和在标准条件下即P0＝101.325kPa，T0＝273K时气缸所能容纳的空气质量的比值定义为充量系数；发动机充量系数和空气流量具有一定的转化关系：空气流量＝MSTOVE×转速，MSTOVE为系统的标定量，它包含了标态空气密度、单位量纲转换参数、发动机排量等因素，经推导整理为

所述的进气压力传感器信号的采集与处理是系统每1ms采集一次传感器原始电压信号，在两个缺齿中断间做平均化处理，得到传感器信号平均值；当新的缺齿中断触发时，调用进气压力计算函数，即用平均电压值计算当前进气压力，两次相邻的缺齿中断计算的压力差为进气压力变化梯度dPes1。

所述的主充气模型是由传感器得到的进气压力和发动机充量系数的线性关系计算充量系数；用以转速为输入的脉谱来标定斜率和偏移量，再用发动机缸盖温度修正斜率项，用大气压力修正偏移量，此函数每10ms执行一次。

所述的次充气模型是：

1)应用相应流体力学原理，依据对于流过节气门的空气流量计算可以采用理想喷嘴处的可压缩气体方程：

m·t=AtpaRTaψ(pm,pa,k)---(1)]]>

当时：