一種用于進(jìn)氣道噴射式汽油機(jī)的瞬態(tài)燃油控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車燃油控制領(lǐng)域，具體地說，特別涉及到一種用于進(jìn)氣道噴射式汽 油機(jī)的瞬態(tài)燃油控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于進(jìn)氣道噴射式汽油機(jī)，燃油被噴射在進(jìn)氣口的背面，利用進(jìn)氣口傳導(dǎo)出的燃 燒熱量對油膜進(jìn)行加熱，加快燃油蒸發(fā)，獲得良好的霧化效果。此種噴射方式的發(fā)動(dòng)機(jī)必然 存在"濕壁效應(yīng)"，即噴射出的燃油只有一部分進(jìn)入氣缸參與燃燒，另一部分則沉積在進(jìn)氣 道內(nèi)壁形成油膜。
[0003] 節(jié)氣口控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，在發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)，節(jié)氣口突然打開，進(jìn)氣管壓力突然增 力口，燃油蒸發(fā)變慢，進(jìn)氣道內(nèi)壁沉積燃油增多，導(dǎo)致實(shí)際進(jìn)入氣缸燃油偏少，使混合氣變稀， 為了補(bǔ)償空燃比，需要瞬間增加噴油量；減速時(shí)情況與加速剛好相反，減速時(shí)節(jié)氣口突然關(guān) 閉，由于發(fā)動(dòng)機(jī)本身存在慣量，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并不會(huì)急速下降，進(jìn)氣管的壓力急劇降低，加速 了進(jìn)氣管內(nèi)壁油膜蒸發(fā)，瞬間進(jìn)入氣缸內(nèi)的燃油偏多，混合氣瞬間偏濃，此時(shí)則需要減小噴 油量。
[0004] 為了對應(yīng)燃油濕壁效應(yīng)，現(xiàn)已有較為完善的油膜蒸發(fā)與油膜補(bǔ)償（即瞬態(tài)燃油控 巧||)理論方法，使得實(shí)際進(jìn)入氣缸的燃油和空氣可W完全燃燒，達(dá)到理論空燃比。目前對瞬 態(tài)燃油的控制的現(xiàn)有技術(shù)包括如下幾個(gè)方面：
[0005] 1)單獨(dú)根據(jù)節(jié)氣口開度補(bǔ)償油量；
[0006] 2)根據(jù)節(jié)氣口開度與節(jié)氣口開度變化率建立一階濾波方程，W數(shù)學(xué)方法計(jì)算燃油 補(bǔ)償量；
[0007] 3)根據(jù)氧傳感器反饋信號，采用滑模算法控制噴油量；
[0008] 4)基于非線性帶可變時(shí)間延遲的化kagi - Sugeno模型控制空燃比；
[0009] 5)根據(jù)節(jié)氣口開度，使用前饋前饋算法預(yù)測壓力變化，控制空燃比。
[0010] 6)根據(jù)氧傳感器反饋信號，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制噴油量，達(dá)到控制空燃比的目 的。
[0011] 上述的方法的缺陷在于；有些考慮參數(shù)不夠全面，有些采用了復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法。但 若要進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，一些必須的因素未加考慮。
[0012] 該些影響因素包括：
[0013] 進(jìn)氣壓力傳感器測得的壓力與進(jìn)氣口附近的壓力在現(xiàn)實(shí)中并不一致，必然存在死 區(qū)時(shí)間，不能完全反應(yīng)真實(shí)的壓力；
[0014] 瞬態(tài)工況下，進(jìn)氣壓力傳感器無法準(zhǔn)確測得真實(shí)壓力；
[0015] 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器都是W單片機(jī)的微處理器為主芯片，單片機(jī)負(fù)責(zé)程序執(zhí)行和數(shù)學(xué)運(yùn) 算。由于單片機(jī)計(jì)算能力及內(nèi)存有限，發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略中有些參數(shù)需在極短的時(shí)間內(nèi)捕捉， 若采用復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法，對單片機(jī)內(nèi)存及運(yùn)算速度都有較高的要，實(shí)時(shí)性差，內(nèi)存資源消耗 過大。
[0016] 燃油濕壁效應(yīng)不可避免，必須對瞬態(tài)工況進(jìn)行燃油補(bǔ)償?？紤]到單片機(jī)計(jì)算能力 和內(nèi)存限制，需開發(fā)一種簡單有效的方法對瞬態(tài)工況進(jìn)行燃油補(bǔ)償。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明實(shí)際需要解決的技術(shù)問題是；提供一種簡單有效的、面向?qū)嶋H應(yīng)用的瞬態(tài) 燃油控制方法，全面考慮各個(gè)對油量和氣量有影響的關(guān)鍵參數(shù)，在理論上與油膜蒸發(fā)理論 一致，即理論上使缸內(nèi)混合氣為理論空燃比；在實(shí)際效果上可W快速提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及車 速，滿足瞬時(shí)動(dòng)力需求。
[0018] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可W采用W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0019] 一種用于進(jìn)氣道噴射式汽油機(jī)的瞬態(tài)燃油控制方法，包括如下步驟：
[0020] 1)建立包含油路模型和氣路模型的空燃比模型，所述油路模型進(jìn)一步包含穩(wěn)態(tài)燃 油模型和瞬態(tài)燃油模型；
[0021] 2)數(shù)據(jù)采集，包含空氣補(bǔ)償控制和燃油補(bǔ)償控制；
[0022] 3)空氣補(bǔ)償控制根據(jù)氣路模型算出空氣補(bǔ)償量進(jìn)行空氣補(bǔ)償；燃油控制，包含穩(wěn) 態(tài)燃油控制和瞬態(tài)燃油控制；
[0023] 4)穩(wěn)態(tài)燃油控制，則根據(jù)理想氣體方程計(jì)算出理想油量，然后將理想油量經(jīng)過充 氣效率修正，得出進(jìn)入油缸中的實(shí)際油量；
[0024] 瞬態(tài)燃油控制是在瞬態(tài)工況下對穩(wěn)態(tài)燃油進(jìn)行的一種補(bǔ)償控制，其特征在于：所 述瞬態(tài)燃油模型包括長油膜控制、短油膜控制和瞬態(tài)燃油衰減控制，若判斷結(jié)果為需進(jìn)行 瞬態(tài)燃油控制，進(jìn)一步判斷進(jìn)行觸發(fā)長油膜控制或短油膜控制，然后計(jì)算出長油膜控制或 短油膜控制的瞬態(tài)燃油基本補(bǔ)償量的初始值進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)充過程中瞬態(tài)燃油基本補(bǔ)償量的 實(shí)時(shí)值由瞬態(tài)燃油衰減控制逐步衰減；
[00巧]5)最后將空氣補(bǔ)償控制和燃油補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償量通過空燃比模型驗(yàn)證輸出。
[0026] 進(jìn)一步的，所述短油膜控制在進(jìn)行觸發(fā)判斷前，需計(jì)算預(yù)測壓力、預(yù)測壓力濾波系 數(shù)、節(jié)氣口變化率觸發(fā)口限、節(jié)氣口變化量和短油膜基本量；
[0027] 所述預(yù)測壓力根據(jù)公式（1)計(jì)算出：
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于進(jìn)氣道噴射式汽油機(jī)的瞬態(tài)燃油控制方法，包括如下步驟： 1) 建立包含油路模型和氣路模型的空燃比模型，所述油路模型進(jìn)一步包含穩(wěn)態(tài)燃油模 型和瞬態(tài)燃油模型； 2) 數(shù)據(jù)采集，包含空氣補(bǔ)償控制和燃油補(bǔ)償控制； 3) 空氣補(bǔ)償控制根據(jù)氣路模型算出空氣補(bǔ)償量進(jìn)行空氣補(bǔ)償；燃油控制，包含穩(wěn)態(tài)燃 油控制和瞬態(tài)燃油控制； 4) 穩(wěn)態(tài)燃油控制，則根據(jù)理想氣體方程計(jì)算出理想油量，然后將理想油量經(jīng)過充氣效 率修正，得出進(jìn)入油缸中的實(shí)際油量； 瞬態(tài)燃油控制是在瞬態(tài)工況下對穩(wěn)態(tài)燃油進(jìn)行的一種補(bǔ)償控制，其特征在于：所述瞬 態(tài)燃油模型包括長油膜控制、短油膜控制和瞬態(tài)燃油衰減控制，若判斷結(jié)果為需進(jìn)行瞬態(tài) 燃油控制，進(jìn)一步判斷進(jìn)行觸發(fā)長油膜控制或短油膜控制，然后計(jì)算出長油膜控制或短油 膜控制的瞬態(tài)燃油基本補(bǔ)償量的初始值進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)充過程中瞬態(tài)燃油基本補(bǔ)償量的實(shí)時(shí) 值由瞬態(tài)燃油衰減控制逐步衰減； 5) 最后將空氣補(bǔ)償控制和燃油補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償量通過空燃比模型驗(yàn)證輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬態(tài)燃油控制方法，其特征在于：所述短油膜控制在進(jìn)行觸 發(fā)判斷前，需計(jì)算預(yù)測壓力、預(yù)測壓力濾波系數(shù)、節(jié)氣門變化率觸發(fā)門限、節(jié)氣門變化量和 短油膜基本量； 所述預(yù)測壓力根據(jù)公式（1)計(jì)算出：
其中，predict_short_MAP為預(yù)測壓力，predict_MAP為臺(tái)架試驗(yàn)預(yù)測壓力值，Pa為大 氣壓力，dTPS為節(jié)氣門開度變化率，kdTPS為節(jié)氣門開度變化率增益系數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬態(tài)燃油控制方法，其特征在于：所述短油膜控制的觸發(fā)條 件為：預(yù)測壓力濾波值與臺(tái)架試驗(yàn)預(yù)測壓力值差值大于標(biāo)定的進(jìn)氣壓力變化限值或者節(jié)氣 門開度變化率達(dá)到短油膜節(jié)氣門開度變化率觸發(fā)限值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬態(tài)燃油控制方法，其特征在于：所述長油膜控制的觸發(fā)方 式包括單獨(dú)觸發(fā)或跟隨短油膜控制觸發(fā)；當(dāng)其為第二種方式時(shí)，則進(jìn)入長油膜控制時(shí)需首 先清除短油膜標(biāo)志，確保第二次進(jìn)入的時(shí)候是通過長油膜計(jì)時(shí)器進(jìn)入的，再進(jìn)行查表確定 長油膜控制周期。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬態(tài)燃油控制方法，其特征在于：所述瞬態(tài)燃油衰減控制包 括正向短油膜控制STFPos、負(fù)向短油膜控制STFNeg、正向長油膜控制LTFPos和負(fù)向長 油膜控制LTFNeg。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種簡單有效的、面向?qū)嶋H應(yīng)用的瞬態(tài)燃油控制方法，可分為短油膜控制、長油膜控制和燃油衰減控制三部分。短油膜控制用于快速補(bǔ)償歧管內(nèi)壁上蒸發(fā)的油膜，長油膜控制用于配合短油膜防止車輛抖動(dòng)，瞬態(tài)燃油衰減控制對長、短油膜控制的衰減均有控制，是排放標(biāo)定的重要內(nèi)容。本發(fā)明全面考慮各個(gè)對油量和氣量有影響的關(guān)鍵參數(shù)，在理論上與油膜蒸發(fā)理論一致，即理論上使缸內(nèi)混合氣為理論空燃比；在實(shí)際效果上可以快速提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及車速，滿足瞬時(shí)動(dòng)力需求。
【IPC分類】F02D41-00
【公開號】CN104564385
【申請?zhí)枴緾N201310496630
【發(fā)明人】王存磊, 賀秀橋, 楊挺
【申請人】上海華召機(jī)電科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月21日