基于扭矩的CNG發(fā)動機管理系統(tǒng)分析與點火控制研究.pdf

1、目前,隨著整車控制策略越來越復雜,傳統(tǒng)的發(fā)動機管理系統(tǒng)不利于整車控制系統(tǒng)的集成與擴展,研發(fā)和制作成本也在逐漸提高。因此現(xiàn)代發(fā)動機管理系統(tǒng)逐漸過渡到基于扭矩的發(fā)動機管理系統(tǒng),而適用于天然氣的基于扭矩控制的發(fā)動機管理系統(tǒng)的研發(fā)也在逐步展開。為縮短和發(fā)達國家的差距,需要對其控制策略、控制理論和控制方法進行深入的研究。
　　這里利用模型化的電控系統(tǒng)開發(fā)方法,根據(jù)平均值原理在matlab/simulink環(huán)境下建立了天然氣發(fā)動機仿真模型,并

2、在此模型上對基于扭矩的控制進行了以下五點研究。
　　(1)研究了基于扭矩控制的算法理論,它主要由扭矩需求、扭矩協(xié)調、扭矩轉換、扭矩計算四個部分組成。
　　(2)建立MBT點火提前角和進氣壓力估算模塊,通過模型得出的參數(shù)得到了發(fā)動機輸出扭矩與循環(huán)進氣量、輸出扭矩與點火提前角之間的對應關系,由此展開對基于扭矩控制算法下的火路及氣路控制策略的研究。
　　(3)采用基于模型的發(fā)動機標定技術,利用循環(huán)標定的方法得到了初始的點火提

3、前角map,以及怠速下扭矩補償?shù)狞c火提前角map圖。
　　(4)建立了點火控制器對神經網絡控制方法的點火實現(xiàn)進行了研究,表明神經網絡對于非線性的時變動力學系統(tǒng)具有良好的控制效果,建立PID電子節(jié)氣門控制器能夠很好的對節(jié)氣門開度進行調節(jié),結果表明這兩種控制算法能很好的控制點火提前角和節(jié)氣門開度達到控制輸出扭矩的目的。
　　(5)通過研究得出的制定了火路(點火提前角)以及氣路(電子節(jié)氣門)扭矩控制算法,對發(fā)動機怠速工況達到了很好

4、的控制效果。根據(jù)火路控制扭矩范圍小響應速度快的特點,制定了小扭矩需求下利用點火提前角控制轉速的快速響應;而氣路控制扭矩調節(jié)范圍大,可以作為大扭矩需求下的主要控制參數(shù)。
　　對點火控制器進行了軟硬件設計,利用單片機實現(xiàn)了傳感器信號的采集、發(fā)動機轉速的測量、利用曲軸凸輪軸的判缸、點火時刻、點火能量的控制。其中,基礎點火提前角是利用標定得到的map圖進行神經網絡離線訓練獲得,修正點火提前角根據(jù)扭矩補償map圖查詢。
　　建立了一個