專利名稱：一種柴油機進氣渦流的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種柴油機進氣渦流的控制方法。

背景技術：
柴油機屬于壓縮點火式發(fā)動機，在壓燃過程中，燃油油束與空氣混合形成可燃混合氣，隨著缸內(nèi)壓縮空氣溫度的上升，可燃混合氣被壓燃?；旌狭己玫幕旌蠚饽軌蚴谷紵浞?，減少碳煙顆粒等污染物的生成，還有利于提高燃油的燃燒效率，提高柴油機燃油動力性和經(jīng)濟性。但是單靠柴油的霧化很難保證燃油與空氣的良好混合，一般都需要借助空氣渦流等措施來促進燃油與空氣的混合。渦流會影響燃油油束與空氣混合的均勻性以及在缸內(nèi)各個區(qū)域的分布，從而影響到燃燒效果。渦流強度不足會使得燃油與空氣的混合不夠均勻，燃油動力性和經(jīng)濟性較差；過強的渦流會使得缸內(nèi)的最高燃燒壓力和溫度過高，從而使NOx的排放增加，污染環(huán)境?？梢哉f，在柴油機不同的工況時，所需要的渦流強度是不同的，只有合適強度的渦流才能更好的發(fā)揮發(fā)動機的能力，并減少燃油在燃燒過程中產(chǎn)生的污染。目前還沒有能夠快速而準確地控制渦流強度，以滿足柴油機在各種工況時的混合燃氣燃燒需求的柴油機進氣渦流的控制方法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種柴油機進氣渦流的控制方法，該方法能夠快速而精確地控制渦流強度，以滿足柴油機在各種工況時的需求。
本發(fā)明的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法包括以下步驟 A電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)和預設的渦流閥開環(huán)控制表(M1)得出渦流閥開環(huán)控制量(X)，所述渦流閥開環(huán)控制表(M1)是根據(jù)實驗得出的發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)與渦流閥開環(huán)控制量(X)之間的關系表； B電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)和噴射油量(f2)選擇采用開環(huán)控制模式或開閉環(huán)控制模式，若選擇開環(huán)控制模式，則執(zhí)行步驟C；若選擇開閉環(huán)控制模式，則執(zhí)行步驟D； C開環(huán)控制模式電控單元將A步驟中得出的渦流閥開環(huán)控制量(X)輸出至渦流閥控制器，調(diào)整渦流閥的開度來改變渦流強度； D開閉環(huán)控制模式，包含以下步驟 D1電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)和預設的渦流閥閉環(huán)位置映射表(M2)得出渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)，所述渦流閥閉環(huán)位置映射表(M2)是根據(jù)實驗得出的發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)與渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)之間的關系表； D2電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)、渦流閥實際位置量(Yt)以及D1步驟中得到的渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)計算得出渦流閥閉環(huán)控制量(Yc)； D3電控單元根據(jù)A步驟中得到的渦流閥開環(huán)控制量(X)和D2步驟中得到的渦流閥閉環(huán)控制量(Yc)計算得出渦流閥開閉環(huán)控制量(Z)； D4電控單元將D3步驟中得到的渦流閥開閉環(huán)控制量(Z)輸出至渦流閥控制器，調(diào)整渦流閥的開度來改變渦流強度。
實施本發(fā)明的控制方法的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制系統(tǒng)主要包含ECU即電控單元、發(fā)動機轉速信息采集單元、發(fā)動機噴射油量信息采集單元、渦流閥控制器、渦流閥拉桿、渦流閥位置傳感器及裝配在進氣歧管內(nèi)的渦流閥，所述電控單元接收發(fā)動機轉速信息采集單元的發(fā)動機轉速和發(fā)動機噴射油量信息采集單元的噴射油量，并輸出渦流閥控制量至渦流閥控制器，渦流閥控制器通過渦流閥拉桿來控制渦流閥的開度，渦流閥位置傳感器將渦流閥的位置量反饋至電控單元。
本發(fā)明的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法通過事先的大量實驗，得出反映發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)與渦流閥開環(huán)控制量(X)之間關系的渦流閥開環(huán)控制表(M1)、反映發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)與渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)之間關系的渦流閥閉環(huán)位置映射表(M2)，然后根據(jù)實際的發(fā)動機運行情況，即發(fā)動機轉速(f1)和噴射油量(f2)來選擇具體的渦流閥控制器的控制模式，當發(fā)動機運行在低速小負荷區(qū)域時，渦流強度的偏差對混合燃氣的燃燒狀況影響比較小，因此選擇開環(huán)控制模式，電控單元直接根據(jù)渦流閥開環(huán)控制量(X)控制渦流閥控制器，將渦流閥調(diào)整至開環(huán)控制模式的渦流閥位置預期值，這樣可以提高系統(tǒng)的響應速度；當發(fā)動機運行在大負荷區(qū)域時，渦流強度的偏差對混合燃氣的燃燒狀況的影響比較大，因此選擇開閉環(huán)控制模式，電控單元結合渦流閥實際位置(Yt)與渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)的偏差量(YΔ)計算出閉環(huán)控制量(Yc)，然后再將開環(huán)控制量(X)作為系統(tǒng)的前饋控制量結合閉環(huán)控制量(Yc)獲得開閉環(huán)控制量(Z)，將開閉環(huán)控制量(Z)輸出至渦流閥控制器，來調(diào)整渦流閥的開度，這樣可以在兼顧系統(tǒng)的響應速度的同時，提高系統(tǒng)的控制精度，滿足柴油機在此工況時的需求，提高駕駛舒適度。
在上述的B步驟中，首先電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)得出在此發(fā)動機轉速(f1)下的噴射油量下閥值(Qlow)、噴射油量上閥值(Qhigh)和計時周期(Ti)，只有當噴射油量(f2)在計時周期(Ti)內(nèi)均大于噴射油量上閥值(Qhigh)或均小于噴射油量下閥值(Qlow)時，電控單元才根據(jù)此時的噴射油量(f2)來選擇渦流控制模式，所述計時周期(Ti)在噴射油量(f2)大于噴射油量上閥值(Qhigh)或小于噴射油量下閥值(Qlow)時開始計時。
當噴射油量(f2)在計時周期(Ti)內(nèi)均大于噴射油量上閥值(Qhigh)時，電控單元選擇開閉環(huán)控制模式；當噴射油量(f2)在計時周期(Ti)內(nèi)均小于噴射油量下閥值(Qlow)時，電控單元選擇開環(huán)控制模式。
本發(fā)明的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法首先根據(jù)事先的大量實驗建立反映發(fā)動機轉速f1、噴射油量f2變化和混合燃氣燃燒情況變化的關系表(M3)，在實際運行中根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)通過查表(M3)得出在此發(fā)動機轉速(f1)下的噴射油量下閥值(Qlow)、噴射油量上閥值(Qhigh)和計時周期(Ti)，然后進行比較及延時判斷當噴射油量(f2)處于噴射油量下閥值(Qlow)和噴射油量上閥值(Qhigh)之間時，表示渦流強度的控制模式能夠滿足當前的混合燃氣的燃燒需要，因此無需更改渦流的控制模式；當噴射油量(f2)大于噴射油量上閥值(Qhigh)或小于噴射油量下閥值(Qlow)時，表示發(fā)動機的混合燃氣的組成開始發(fā)生劇烈變化，需要調(diào)整渦流的控制模式以滿足燃燒的需要，但是如果渦流的控制模式時刻都隨著噴射油量(f2)來進行調(diào)整的話，會使得混合燃氣的燃燒狀況發(fā)生頻繁而劇烈的變化，導致駕駛舒適性下降，為了避免出現(xiàn)此種情況，本控制方法設置了一定的延時控制，當噴射油量(f2)大于噴射油量上閥值(Qhigh)或小于噴射油量下閥值(Qlow)時開始計時，如果在計時周期(Ti)內(nèi)噴射油量(f2)均大于噴射油量上閥值(Qhigh)或均小于噴射油量下閥值(Qlow)，電控單元才根據(jù)此時的噴射油量(f2)來選擇渦流控制模式，這樣就使得控制模式的切換不會非常頻繁和快速，只有在噴射油量(f2)穩(wěn)定一定時間后，電控單元才會切換控制模式，因此能夠在改善混合燃氣燃燒效果的同時，不會因為渦流強度的頻繁而劇烈的變化導致駕駛舒適性下降。
一般來說，當噴射油量(f2)增加表示駕駛員想要增加發(fā)動機的轉速或功率，即發(fā)動機運行在大負荷區(qū)域，此時渦流強度的偏差對混合燃氣的燃燒狀況的影響比較大，因此選擇開閉環(huán)控制模式；當噴射油量(f2)減小則表示駕駛員想要減少發(fā)動機的轉速或功率，發(fā)動機運行在低速或小負荷區(qū)域，渦流強度的偏差對混合燃氣的燃燒狀況影響比較小，因此選擇開環(huán)控制模式。
在D2步驟中，電控單元根據(jù)渦流閥實際位置量(Yt)與D1步驟中得到的渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)的偏差的大小選擇自適應算法，計算出閉環(huán)控制量(Yc)，所述渦流閥實際位置量(Yt)與渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)的偏差越大，計算得出的閉環(huán)控制量(Yc)的值也越大。
具體的做法是電控單元首先根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)以及發(fā)動機噴射油量(f2)劃分出數(shù)個區(qū)間，然后根據(jù)渦流閥實際位置量(Yt)與D1步驟中得到的渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)的偏差所處的區(qū)間選擇自適應算法，計算出閉環(huán)控制量(Yc)。
D2步驟中可以采用如下的計算公式 Yc＝Yic+Ykc， 當WinNeg≤YΔ≤WinPos時 當YΔ＞W(wǎng)inPos時 當YΔ＜WinNeg時 其中公式中的正向大信號邊界值(WinPos)、負向大信號邊界值(WinNeg)、小信號比例常數(shù)(Kp)、正向大信號比例常數(shù)(KpPos)、負向大信號比例常數(shù)(KpNeg)、小信號積分常數(shù)(Ki)、正向大信號積分常數(shù)(KiPos)、負向大信號積分常數(shù)(KiNeg)和采樣時間(T0)是事先根據(jù)大量實驗建立的反映發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)變化和混合燃氣燃燒情況變化的關系表(M4)中的參數(shù)，不同的發(fā)動機轉速(f1)對應不同的參數(shù)，這些參數(shù)能夠對噴射油量(f2)變化所引起的混合燃氣燃燒情況變化起修正作用。在實際運行中，電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)通過查表計算得到上述參數(shù)；(YΔ)為根據(jù)渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)與渦流閥實際位置量(Yt)計算出的渦流閥位置偏差量；(Yc)為閉環(huán)控制量。
采用上述的自適應計算公式可以使得閉環(huán)控制量(Yc)隨著渦流閥位置偏差量(YΔ)的變化而變化，當渦流閥位置偏差量(YΔ)較大時，即表示渦流閥與預期位置的距離較大，此時將閉環(huán)控制量(Yc)設置得較大，可以使渦流閥的調(diào)節(jié)速度比較大，能夠快速響應混合燃氣燃燒的需求；當渦流閥位置偏差量(YΔ)較小時，即表示渦流閥與預期位置的距離較小，此時將閉環(huán)控制量(Yc)設置得較小，可以使渦流閥的調(diào)節(jié)速度和幅度比較小，減少渦流閥在預期位置附近震蕩的情況，保證駕駛舒適性良好。
D2步驟中還可以按照下面的公式進行計算 Yc＝Yic+Ykc， 當WinNeg≤YΔ≤WinPos時Ykc＝Kp·YΔ； 當YΔ＞W(wǎng)inPos時Ykc＝Kp·WinPos+KpPos·(YΔ-WinPos)； 當YΔ＜WinNeg時Ykc＝Kp·WinNeg+KpNeg·(YΔ-WinNeg)； 當WinNeg≤YΔp≤WinPos時Yic＝Yi(c-1)+Ki·T0·YΔp； 當YΔp＞W(wǎng)inPos時Yic＝Yi(c-1)+KiPos·T0·YΔp； 當YΔp＜WinNeg時Yic＝Yi(c-1)+KiNeg·T0·YΔp。
其中公式中的正向大信號邊界值(WinPos)、負向大信號邊界值(WinNeg)、小信號比例常數(shù)(Kp)、正向大信號比例常數(shù)(KpPos)、負向大信號比例常數(shù)(KpNeg)、小信號積分常數(shù)(Ki)、正向大信號積分常數(shù)(KiPos)、負向大信號積分常數(shù)(KiNeg)和采樣時間(T0)是事先根據(jù)大量實驗建立的反映發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)和駕駛舒適性的關系表(M4)中的參數(shù)，在實際運行中，電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)和噴射油量(f2)通過查表計算得到這些參數(shù)；(YΔ)為根據(jù)渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)與渦流閥實際位置量(Yt)計算出的渦流閥位置偏差量；(YΔp)為D1步驟中得到的渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)通過一個帶增益的低通濾波器后，再與渦流閥實際位置量(Yt)相減得出的渦流閥位置偏差修正量；(Yc)為閉環(huán)控制量。
渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)通過一個帶增益的低通濾波器后會去掉有可能出現(xiàn)的雜波，更加穩(wěn)定，因此能夠進一步減少渦流閥在預期位置附近震蕩的情況，保證混合燃氣的燃燒情況能夠逐漸變化，駕駛舒適性良好。
C步驟中，電控單元將A步驟中得出的渦流閥開環(huán)控制量(X)轉換成占空比信號后輸出至渦流閥控制器；D4步驟中，電控單元將D3步驟中得到的渦流閥開閉環(huán)控制量(Z)轉換成占空比信號后輸出至渦流閥控制器。占空比信號即PWM信號能夠直接驅動渦流閥控制器動作。
D2步驟中的渦流閥實際位置量(Yt)是電控單元通過渦流閥控制器上設置的渦流閥位置傳感器反饋得到的。渦流閥位置傳感器設置在與渦流閥連接的拉桿上，能夠時刻檢測渦流閥的開度，電控單元根據(jù)渦流閥位置傳感器反饋得到的渦流閥實際位置量(Yt)進行調(diào)整，可以保證渦流閥調(diào)整到位，滿足混合燃氣燃燒的需要。
本發(fā)明的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法通過將開環(huán)控制模式與開閉環(huán)控制模式相結合，能夠根據(jù)渦流閥的實際位置及駕駛員的駕駛意圖來采用不同的渦流閥調(diào)整方式和調(diào)整速度，使渦流強度快速而精確地響應混合燃氣燃燒的需求，兼顧發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性及環(huán)保要求，并保證駕駛舒適性良好，適合現(xiàn)代汽車的要求。



圖1是實施實施例1的進氣渦流控制系統(tǒng)結構示意圖； 圖2是實施例1的進氣渦流控制方法流程圖； 圖3是實施例1的進氣渦流控制方法邏輯圖； 圖4是實施例1的進氣渦流控制方法中D2步驟的邏輯圖。

具體實施例方式 以下結合附圖和實施例進一步詳細說明本發(fā)明。
實施例1 如圖1所示，實施本發(fā)明的控制方法的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制系統(tǒng)包含ECU即電控單元1、發(fā)動機轉速信息采集單元(圖中未畫出)、發(fā)動機噴射油量信息采集單元(圖中未畫出)、由真空閥2、可變渦流真空閥3共同組成的渦流閥控制器、渦流閥拉桿4、渦流閥位置傳感器7及裝配在進氣歧管5內(nèi)的渦流閥6，所述電控單元1接收發(fā)動機轉速信息采集單元的發(fā)動機轉速f1和發(fā)動機噴射油量信息采集單元的噴射油量f2，并輸出渦流閥控制量至真空閥2，真空閥2進一步控制可變渦流真空閥3，通過渦流閥拉桿4來控制渦流閥6的開度，渦流閥位置傳感器7將渦流閥6的位置量反饋至電控單元1。真空閥2與可變渦流真空閥3組合起來控制渦流閥6的開度，能夠減少整個系統(tǒng)的成本，方便布置。
如圖2所示，本發(fā)明的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法包含如下步驟 A電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速f1和噴射油量f2通過查預設的渦流閥開環(huán)控制表M1得出渦流閥開環(huán)控制量X； B電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速f1和噴射油量f2選擇采用開環(huán)控制模式或開閉環(huán)控制模式，若選擇開環(huán)控制模式，則執(zhí)行步驟C；若選擇開閉環(huán)控制模式，則執(zhí)行步驟D； C開環(huán)控制模式電控單元將A步驟中得出的渦流閥開環(huán)控制量X輸出至渦流閥控制器，調(diào)整渦流閥的開度來改變渦流強度； D開閉環(huán)控制模式，包含以下步驟 D1電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速f1和噴射油量f2通過查預設的渦流閥閉環(huán)位置映射表M2得出渦流閥閉環(huán)預期位置量Y0； D2電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速f1、噴射油量f2、渦流閥實際位置量Yt以及D1步驟中得到的渦流閥閉環(huán)預期位置量Y0計算得出渦流閥閉環(huán)控制量Yc； D3電控單元根據(jù)A步驟中得到的渦流閥開環(huán)控制量X和D2步驟中得到的渦流閥閉環(huán)控制量Yc相加得出渦流閥開閉環(huán)控制量Z； D4電控單元將D3步驟中得到的渦流閥開閉環(huán)控制量Z輸出至渦流閥控制器，調(diào)整渦流閥的開度來改變渦流強度。
如圖3所示，本實施例的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法通過事先的大量實驗，得出反映發(fā)動機轉速f1、噴射油量f2與渦流閥開環(huán)控制量X之間關系的渦流閥開環(huán)控制表M1和反映發(fā)動機轉速f1、噴射油量f2與渦流閥閉環(huán)預期位置量Y0之間關系的渦流閥閉環(huán)位置映射表M2，當發(fā)動機運行在低速小負荷區(qū)域時，選擇開環(huán)控制模式，電控單元直接根據(jù)渦流閥開環(huán)控制量X控制渦流閥控制器，將渦流閥調(diào)至開環(huán)預期位置；當發(fā)動機運行在大負荷區(qū)域時，選擇開閉環(huán)控制模式，電控單元結合渦流閥實際位置量Yt與渦流閥閉環(huán)預期位置量Y0計算出閉環(huán)控制量Yc，然后再將開環(huán)控制量X作為系統(tǒng)的前饋控制量結合閉環(huán)控制量Yc獲得開閉環(huán)控制量Z并輸出至渦流閥控制器，來調(diào)整渦流閥的開度。
在上述的B步驟中，首先電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速f1通過查表M3得出在此發(fā)動機轉速f1下的噴射油量下閥值Qlow、噴射油量上閥值Qhigh和計時周期Ti，然后進行比較及延時判斷只有當噴射油量f2在計時周期Ti內(nèi)均大于噴射油量上閥值Qhigh或均小于噴射油量下閥值Qlow時，電控單元才根據(jù)此時的噴射油量f2來選擇渦流控制模式，所述計時周期Ti在噴射油量f2大于噴射油量上閥值Qhigh或小于噴射油量下閥值Qlow時開始計時。所述表M3是事先根據(jù)大量實驗建立的反映發(fā)動機轉速f1、噴射油量f2變化和混合燃氣燃燒情況變化的關系表。
當噴射油量f2在計時周期Ti內(nèi)均大于噴射油量上閥值Qhigh時，電控單元選擇開閉環(huán)控制模式；當噴射油量f2在計時周期Ti內(nèi)均小于噴射油量下閥值Qlow時，電控單元選擇開環(huán)控制模式。
如圖4所示，在D2步驟中，電控單元首先根據(jù)發(fā)動機轉速f1以及發(fā)動機噴射油量f2通過查表M4得到正向大信號邊界值WinPos、負向大信號邊界值WinNeg、小信號比例常數(shù)Kp、正向大信號比例常數(shù)KpPos、負向大信號比例常數(shù)KpNeg、小信號積分常數(shù)Ki、正向大信號積分常數(shù)KiPos、負向大信號積分常數(shù)KiNeg和采樣時間T0等參數(shù)，然后根據(jù)正向大信號邊界值WinPos、負向大信號邊界值WinNeg參數(shù)劃分出三個區(qū)間，并根據(jù)渦流閥位置偏差量YΔ、位置偏差修正量YΔp所處的區(qū)間選擇算法，計算出Yic和Ykc，最后將Yic和Ykc相加得出閉環(huán)控制量Yc。其中渦流閥位置偏差量YΔ為渦流閥閉環(huán)預期位置量Y0與實際位置量Yt相減得出的，渦流閥位置偏差修正量YΔp為渦流閥閉環(huán)預期位置量Y0通過一個帶增益的低通濾波器后，再與渦流閥實際位置量Yt相減得出的。表M4是事先根據(jù)大量實驗建立的反映發(fā)動機轉速f1、噴射油量f2、渦流閥調(diào)節(jié)速度和混合燃氣燃燒情況變化之間關系的表，不同的發(fā)動機轉速f1對應不同的參數(shù)，這些參數(shù)對在不同的噴射油量f2情況下的渦流閥調(diào)節(jié)速度起修正作用，以確保駕駛舒適性良好。
D20圖框中的計算公式如下 當WinNeg≤YΔ≤WinPos時Ykc＝Kp·YΔ； 當YΔ＞W(wǎng)inPos時Ykc＝Kp·WinPos+KpPos·(YΔ-WinPos)； 當YΔ＜WinNeg時Ykc＝Kp·WinNeg+KpNeg·(YΔ-WinNeg)； D21圖框中的計算公式如下 當WinNeg≤YΔp≤WinPos時Yic＝Yi(c-1)+Ki·T0·YΔp； 當YΔp＞W(wǎng)inPos時Yic＝Yi(c-1)+KiPos·T0·YΔp； 當YΔp＜WinNeg時Yic＝Yi(c-1)+KiNeg·T0·YΔp。
采用上述自適應計算公式可以使得閉環(huán)控制量Yc隨著渦流閥位置偏差量YΔ及渦流閥位置偏差修正量YΔp的變化而變化，當渦流閥位置偏差量YΔ及渦流閥位置偏差修正量YΔp較大時，即表示渦流閥實際位置與預期位置的距離較大，此時將閉環(huán)控制量Yc設置得較大，可以使渦流閥的調(diào)節(jié)速度比較大，能夠快速響應混合燃氣燃燒的需求；當渦流閥位置偏差量YΔ及渦流閥位置偏差修正量YΔp較小時，即表示渦流閥實際位置與預期位置的距離較小，此時將閉環(huán)控制量Yc設置得較小，可以使渦流閥的調(diào)節(jié)速度和幅度比較小，減少渦流閥在預期位置附近震蕩的情況，保證駕駛舒適性良好。
渦流閥閉環(huán)預期位置量Y0通過一個帶增益的低通濾波器后會去掉有可能出現(xiàn)的雜波，更加穩(wěn)定，因此能夠進一步減少渦流閥在預期位置附近震蕩的情況，保證混合燃氣燃燒情況能夠逐漸變化，駕駛舒適性良好。
在C、D4步驟中，電控單元根據(jù)控制模式的選擇結果將A步驟中得出的渦流閥開環(huán)控制量X轉換成占空比信號后輸出至渦流閥控制器或將D3步驟中得到的渦流閥開閉環(huán)控制量Z轉換成占空比信號后輸出至渦流閥控制器。占空比信號即PWM信號能夠直接驅動渦流閥控制器動作。
D2步驟中的渦流閥實際位置量Yt是電控單元通過渦流閥控制器上設置的渦流閥位置傳感器反饋得到的。渦流閥位置傳感器設置在與渦流閥連接的拉桿上，能夠時刻檢測渦流閥的開度，電控單元根據(jù)渦流閥位置傳感器反饋得到的渦流閥實際位置量Yt進行調(diào)整，可以保證渦流閥調(diào)整到位，滿足混合燃氣燃燒的需要。
本發(fā)明的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法通過將開環(huán)控制模式與開閉環(huán)控制模式相結合，能夠根據(jù)渦流閥的實際位置及駕駛員的駕駛意圖來采用不同的渦流閥調(diào)整方式和調(diào)整速度，使渦流強度快速而精確地響應混合燃氣燃燒的需求，兼顧發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性及環(huán)保要求，并保證駕駛舒適性良好，適合現(xiàn)代汽車的要求。
權利要求
1、一種柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法，其特征在于包括以下步驟
A電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)和預設的渦流閥開環(huán)控制表(M1)得出渦流閥開環(huán)控制量(X)，所述渦流閥開環(huán)控制表(M1)是根據(jù)實驗得出的發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)與渦流閥開環(huán)控制量(X)之間的關系表；
B電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)和噴射油量(f2)選擇采用開環(huán)控制模式或開閉環(huán)控制模式，若選擇開環(huán)控制模式，則執(zhí)行步驟C；若選擇開閉環(huán)控制模式，則執(zhí)行步驟D；
C開環(huán)控制模式電控單元將A步驟中得出的渦流閥開環(huán)控制量(X)輸出至渦流閥控制器，調(diào)整渦流閥的開度來改變渦流強度；
D開閉環(huán)控制模式，包含以下步驟
D1電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)和預設的渦流閥閉環(huán)位置映射表(M2)得出渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)，所述渦流閥閉環(huán)位置映射表(M2)是根據(jù)實驗得出的發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)與渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)之間的關系表；
D2電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)、噴射油量(f2)、渦流閥實際位置量(Yt)以及D1步驟中得到的渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)計算得出渦流閥閉環(huán)控制量(Yc)；
D3電控單元根據(jù)A步驟中得到的渦流閥開環(huán)控制量(X)和D2步驟中得到的渦流閥閉環(huán)控制量(Yc)計算得出渦流閥開閉環(huán)控制量(Z)；
D4電控單元將D3步驟中得到的渦流閥開閉環(huán)控制量(Z)輸出至渦流閥控制器，調(diào)整渦流閥的開度來改變渦流強度。
2、根據(jù)權利要求1所述的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法，其特征在于B步驟中首先電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)得出在此發(fā)動機轉速(f1)下的噴射油量下閥值(Qlow)、噴射油量上閥值(Qhigh)和計時周期(Ti)，只有當噴射油量(f2)在計時周期(Ti)內(nèi)均大于噴射油量上閥值(Qhigh)或均小于噴射油量下閥值(Qlow)時，電控單元才根據(jù)此時的噴射油量(f2)來選擇渦流控制模式，所述計時周期(Ti)在噴射油量(f2)大于噴射油量上閥值(Qhigh)或小于噴射油量下閥值(Qlow)時開始計時。
3、根據(jù)權利要求2所述的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法，其特征在于B步驟中當噴射油量(f2)在計時周期(Ti)內(nèi)均大于噴射油量上閥值(Qhigh)時，電控單元選擇開閉環(huán)控制模式；當噴射油量(f2)在計時周期(Ti)內(nèi)均小于噴射油量下閥值(Qlow)時，電控單元選擇開環(huán)控制模式。
4、根據(jù)權利要求1或2或3所述的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法，其特征在于D2步驟中電控單元根據(jù)渦流閥實際位置量(Yt)與D1步驟中得到的渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)的偏差的大小選擇自適應算法，計算出閉環(huán)控制量(Yc)，所述渦流閥實際位置量(Yt)與渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)的偏差越大，計算得出的閉環(huán)控制量(Yc)的值也越大。
5、根據(jù)權利要求4所述的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法，其特征在于D2步驟中Yc＝Yic+Ykc，
當WinNeg≤YΔ≤WinPos時
當YΔ＞W(wǎng)inPos時
當YΔ＜WinNeg時
其中公式中的正向大信號邊界值(WinPos)、負向大信號邊界值(WinNeg)、小信號比例常數(shù)(Kp)、正向大信號比例常數(shù)(KpPos)、負向大信號比例常數(shù)(KpNeg)、小信號積分常數(shù)(Ki)、正向大信號積分常數(shù)(KiPos)、負向大信號積分常數(shù)(KiNeg)和采樣時間(T0)是電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)和噴射油量(f2)通過查表計算得到的；(YΔ)為根據(jù)渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)與渦流閥實際位置量(Yt)計算出的渦流閥位置偏差量；(Yc)為閉環(huán)控制量。
6、根據(jù)權利要求4所述的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法，其特征在于D2步驟中
Yc＝Yic+Ykc，
當WinNeg≤YΔ≤WinPos時Ykc＝Kp·YΔ；
當YΔ＞W(wǎng)inPos時Ykc＝Kp·WinPos+KpPos·(YΔ-WinPos)；
當YΔ＜WinNeg時Ykc＝Kp·WinNeg+KpNeg·(YΔ-WinNeg)；
當WinNeg≤YΔp≤WinPos時Yic＝Yi(c-1)+Ki·T0·YΔp；
當YΔp＞W(wǎng)inPos時Yic＝Yi(c-1)+KiPos·T0·YΔp；
當YΔp＜WinNeg時Yic＝Yi(c-1)+KiNeg·T0·YΔp；
其中公式中的正向大信號邊界值(WinPos)、負向大信號邊界值(WinNeg)、小信號比例常數(shù)(Kp)、正向大信號比例常數(shù)(KpPos)、負向大信號比例常數(shù)(KpNeg)、小信號積分常數(shù)(Ki)、正向大信號積分常數(shù)(KiPos)、負向大信號積分常數(shù)(KiNeg)和采樣時間(T0)是電控單元根據(jù)發(fā)動機轉速(f1)和噴射油量(f2)通過查表計算得到的；(YΔ)為根據(jù)渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)與渦流閥實際位置量(Yt)計算出的渦流閥位置偏差量；(YΔp)為渦流閥閉環(huán)預期位置量(Y0)通過一個帶增益的低通濾波器后，再與渦流閥實際位置量(Yt)相減得出的渦流閥位置偏差修正量；(Yc)為閉環(huán)控制量。
7、根據(jù)權利要求5所述的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法，其特征在于C步驟中，電控單元將A步驟中得出的渦流閥開環(huán)控制量(X)轉換成占空比信號后輸出至渦流閥控制器；D4步驟中，電控單元將D3步驟中得到的渦流閥開閉環(huán)控制量(Z)轉換成占空比信號后輸出至渦流閥控制器。
8、根據(jù)權利要求7所述的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法，其特征在于D2步驟中的渦流閥實際位置量(Yt)是電控單元通過渦流閥控制器上設置的渦流閥位置傳感器反饋得到的。
9、根據(jù)權利要求6所述的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法，其特征在于C步驟中，電控單元將A步驟中得出的渦流閥開環(huán)控制量(X)轉換成占空比信號后輸出至渦流閥控制器；D4步驟中，電控單元將D3步驟中得到的渦流閥開閉環(huán)控制量(Z)轉換成占空比信號后輸出至渦流閥控制器。
10、根據(jù)權利要求9所述的柴油發(fā)動機進氣渦流的控制方法，其特征在于D2步驟中的渦流閥實際位置量(Yt)是電控單元通過渦流閥控制器上設置的渦流閥位置傳感器反饋得到的。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種柴油機進氣渦流的控制方法，該方法能夠快速而精確地控制渦流強度，以滿足柴油機在各種工況時的需求。本發(fā)明的控制方法主要包含以下步驟根據(jù)發(fā)動機運行工況確定渦流開環(huán)控制量、閉環(huán)控制量和選擇渦流控制模式；如果采用開環(huán)控制模式，則直接利用開環(huán)控制量來調(diào)節(jié)渦流閥；如果采用開閉環(huán)控制模式，則將開環(huán)控制量和閉環(huán)控制量累加來調(diào)節(jié)渦流閥。本方法通過將開環(huán)控制模式與開閉環(huán)控制模式相結合，并且在開閉環(huán)控制模式中采用了自適應計算方法，能夠使渦流強度快速而精確地響應混合燃氣燃燒的需求，兼顧發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性及環(huán)保要求，并保證駕駛舒適性良好，適合現(xiàn)代汽車的要求。
文檔編號F02D41/04GK101344042SQ20081003033
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月22日 優(yōu)先權日2008年8月22日
發(fā)明者周重光, 吳培周, 王秋霞 申請人:奇瑞汽車股份有限公司