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基于模型的发动机涡轮增压控制方法，其特征在于：由以下物理模型即压气机能量计算模型，涡轮机能量计算模型，压气机与涡轮机能量平衡模型，弹簧连杆以及废气旁通阀流量模型组成，通过建立压气机与涡轮机能量平衡模型来得到增压压力与流过废气旁通阀的废气流量的关系，之后利用弹簧连杆以及废气旁通阀流量模型来对这个废气流量进行控制，从而控制涡轮的能量输出，最终控制增压压力；具体计算方法如下:建立压气机能量计算模型压气机的功率可表示为：<img file="455202dest_path_image001.GIF" wi="564" he="745" />式中，<img file="471700dest_path_image002.GIF" wi="25" he="24" />为压气机的功率；<img file="969677dest_path_image003.GIF" wi="31" he="19" />为流过压气机的空气质量流量；<img file="931205dest_path_image004.GIF" wi="44" he="25" />为绝热压缩功；<img file="881843dest_path_image005.GIF" wi="46" he="19" />为绝热效率；<img file="702032dest_path_image006.GIF" wi="71" he="41" />为空气比热容；<img file="54516dest_path_image007.GIF" wi="12" he="17" />为压气机进口温度；<img file="184014dest_path_image008.GIF" wi="20" he="17" />为压气机压比；<img file="621949dest_path_image009.GIF" wi="14" he="13" />为空气绝热系数：<img file="980249dest_path_image010.GIF" wi="12" he="16" />为压气机入口压力；<img file="452819dest_path_image011.GIF" wi="13" he="16" />为压气机出口压力；<img file="566268dest_path_image012.GIF" wi="59" he="35" />为大气压力；<img file="678450dest_path_image013.GIF" wi="112" he="40" />为空气滤清器损失压力；<img file="840441dest_path_image014.GIF" wi="142" he="35" />为中冷器损失压力；<img file="901938dest_path_image015.GIF" wi="68" he="35" />为增压压力；（1）.建立涡轮机能量模型与压气机相似，涡轮机的功率可表示为：<img file="373239dest_path_image016.GIF" wi="498" he="438" />式中，<img file="785766dest_path_image017.GIF" wi="26" he="24" />为涡轮机消耗功率；<img file="751448dest_path_image018.GIF" wi="22" he="19" />为涡轮机效率；<img file="933031dest_path_image019.GIF" wi="30" he="24" />为涡轮机膨胀比；<img file="300865dest_path_image020.GIF" wi="39" he="24" />为尾气绝热指数；<img file="200688dest_path_image021.GIF" wi="31" he="24" />为绝热压缩功；<img file="704482dest_path_image022.GIF" wi="50" he="27" />为废气比热容；<img file="6150dest_path_image023.GIF" wi="11" he="17" />为涡轮机进口温度；<img file="553675dest_path_image024.GIF" wi="13" he="16" />为涡轮机入口压力；<img file="940794dest_path_image026.GIF" wi="18" he="24" />为涡轮机出口压力；<img file="248278dest_path_image027.GIF" wi="33" he="19" />为流过涡轮的废气质量流量；（2）.建立压气机与涡轮机能量平衡模型在发动机稳态工况下，扣除机械损失，涡轮机的输出功率与压气机的消耗功率相等：<img file="138874dest_path_image028.GIF" wi="523" he="505" />式中，<img file="122879dest_path_image029.GIF" wi="49" he="21" />为流过废气旁通阀的流量，<img file="669398dest_path_image030.GIF" wi="47" he="22" />为燃料流量；这样就建立了增压压力与流过废气旁通阀废气量<img file="842891dest_path_image029.GIF" wi="49" he="21" />之间的关系，可以根据需求增压压力计算得到需求流过废气旁通阀的废气量；（3）.建立弹簧连杆以及废气旁通阀流量模型弹簧连杆机构处的力平衡是由废气旁通阀两端压力<img file="853572dest_path_image024.GIF" wi="13" he="16" />，大气压力<img file="8479dest_path_image031.GIF" wi="60" he="35" />，控制压力以及弹簧形变共同形成；弹簧形变即为连杆的移动，其决定了废气旁通阀开启程度从而决定其有效节流面积，根据气体流量公式，废气旁通阀的有效节流面积，<img file="104611dest_path_image024.GIF" wi="13" he="18" />与<img file="dest_path_image032.GIF" wi="13" he="16" />的压差直接决定了<img file="753898dest_path_image029.GIF" wi="51" he="21" />，因此，可以利用查表算法来描述与<img file="808966dest_path_image033.GIF" wi="13" he="16" />之间的关系，即：<img file="dest_path_image034.GIF" wi="430" he="37" />通过以上步骤后,建立起目标增压压力与流过废气旁通阀废气量之间的关系以及流过废气旁通阀废气量<img file="885507dest_path_image029.GIF" wi="49" he="21" />与三通电磁阀出口端压力<img file="468935dest_path_image033.GIF" wi="13" he="16" />的关系,之后通过发动机控制单元发出PWM控制信号,控制三通电磁阀的开闭,进而控制其出口端压力,最终达到控制增压压力的目的。 |
