一种基于指示转矩的发动机各缸不均匀性补偿控制方法

摘要

本发明公开了一种基于指示转矩的发动机各缸不均匀性补偿控制方法，旨在解决现有技术存在的多缸发动机各缸不均匀性的问题。首先，获取气缸做功区间终点的瞬时转速，并将其转换为瞬时角速度；其次，获取气缸做功区间的平均转速，并将其转换为平均角速度；然后，根据气缸做功区间终点的瞬时角速度、气缸做功区间的平均角速度和气缸的目标需求指示转矩，计算基础指示转矩相对残差；并根据基础指示转矩相对残差计算修正后的指示转矩相对残差；最后，根据计算所得的修正后的指示转矩相对残差，采用学型修正算法，对各缸燃料喷射量进行补偿调节。本方法适用于发动机全生命周期，补偿效果好，稳定性和响应性也较好，有利于提高发动机性能。

主权项

一种基于指示转矩的发动机各缸不均匀性补偿控制方法，其特征在于，是通过如下步骤实现的：步骤一，获取气缸做功区间终点的瞬时转速，并将其转换为瞬时角速度；步骤二，获取气缸做功区间的平均转速，并将其转换为平均角速度；步骤三，根据气缸做功区间终点的瞬时角速度、气缸做功区间的平均角速度和气缸的目标需求指示转矩，计算基础指示转矩相对残差；并根据基础指示转矩相对残差计算修正后的指示转矩相对残差；步骤四，根据步骤三计算所得的修正后的指示转矩相对残差，采用学习型修正算法，对各缸燃料喷射量进行补偿调节；其中，步骤一的具体过程为：获取到的气缸做功区间终点的瞬时转速记为n_ins，将其转换为瞬时角速度记作ω，第n个循环发火顺序为i的气缸做功区间终点的瞬时角速度记作ω_i(n)，其中：i＝1,2,3…m，m为气缸总数；步骤二的具体过程为：将获取到的气缸做功区间的平均转速记作n_avg，将其转换为平均角速度记作第n个循环发火顺序为i的气缸做功区间的平均角速度记作其中：i＝1,2,3…m，m为气缸总数；步骤三的具体过程为：根据气缸做功区间终点的瞬时角速度ω、气缸做功区间的平均角速度和气缸的目标需求指示转矩Trq_I计算基础指示转矩相对残差R'，稳态工况时用公式(1)计算，瞬态工况时用公式(2)计算；并根据基础指示转矩相对残差R'用公式(3)计算修正后的指示转矩相对残差R；第n个循环发火顺序为i的气缸的基础指示转矩相对残差记为R′_i(n)，第n个循环发火顺序为i的气缸的修正后的指示转矩相对残差记为R_i(n)，其中：i＝1,2,3…m，m为气缸总数：当前工况为稳态工况时，用公式$R_i^{\prime }\left(n\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{m·I}{\tau ·\pi ·{\mathrm{Trq}}_I}\left({\omega }_i^2\left(n\right)-{\omega }_{i-1}^2\left(n\right)\right),i>1\\ \frac{m·I}{\tau ·\pi ·{\mathrm{Trq}}_I}\left({\omega }_i^2\left(n\right)-{\omega }_m^2\left(n-1\right)\right),i=1\end{array}\right.---\left(1\right)$当前工况为瞬态工况时，用公式$R_i^{\prime }\left(n\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{m·I}{\tau ·\pi ·{\mathrm{Trq}}_I}\left[\left({\omega }_i^2\left(n\right)-{\omega }_{i-1}^2\left(n\right)\right)-\left({\bar{\omega }}_i^2\left(n\right)-{\bar{\omega }}_{i-1}^2\left(n\right)\right)\right],i>1\\ \frac{m·I}{\tau ·\pi ·{\mathrm{Trq}}_I}\left[\left({\omega }_i^2\left(n\right)-{\omega }_m^2\left(n-1\right)\right)-\left({\bar{\omega }}_i^2\left(n\right)-{\bar{\omega }}_m^2\left(n-1\right)\right)\right],i=1\end{array}\right.---\left(2\right)$其中，m为气缸数，I为转动惯量，τ为冲程数，ω_i(n)为第n个循环发火顺序为i的气缸做功区间终点的瞬时角速度，为第n个循环发火顺序为i的气缸做功区间的平均角速度，i＝1,2,3…m，$R_i\left(n\right)=R_i^{\prime }\left(n\right)-\frac{{\Sigma }_{j=1}^m{R}_j^{\prime }\left(n\right)}{m}---\left(3\right)$其中，j＝1,2,3…m，m为气缸数；步骤四所述的对各缸燃料喷射量进行补偿调节的具体过程为：第n个循环发火顺序为i的气缸的补偿前的燃料喷射量记为q′_i(n)，补偿后的燃料喷射量记为q_i(n)，燃料喷射量补偿系数记为F_i(n)，有q_i(n)＝F_i(n)·q′_i(n)；燃料喷射量补偿系数用学习公式F_i(n)＝(1‑k_w)F_i(n‑1)+k_w[1‑R_i(n‑1)]计算，其中：F_i(0)＝1，R_i(0)＝1，k_w为权重因子。