一种混合动力车用增压发动机惯性力矩瞬态控制方法

摘要

本发明公开了一种混合动力车用增压发动机惯性力矩瞬态控制方法，包括以下步骤：获得发动机节气门开度变化率-排放特性图；确定最佳的节气门开度变化率α；获得实际进入发动机气缸的空气流量We；确定实际喷油量Q。本发明通过发动机节气门开度变化率-排放特性图，选取的最佳节气门开度变化率α和根据实际进入发动机气缸的空气流量We，确定的瞬态喷油量，来控制发动机惯性力矩，使发动机在瞬态过程中具有良好的燃油经济性和排放性。虽然牺牲了一部分发动机动力性，但由于混合动力汽车的特殊结构，损失的动力性可以由混合动力车上的电动机来弥补，对整车来说动力性并没有损失，这样既保证了动力性要求，又实现了燃油经济性和排放性双优的目标。

主权项

1.一种混合动力车用增压发动机惯性力矩瞬态控制方法，其特征在于：包括以下步骤：A、获得发动机节气门(3)开度变化率-排放特性图A1、控制发动机节气门(3)以20％/s的变化率从0％节气门(3)开度变化到100％节气门(3)开度，由排气污染物测试装置按照采样时间间隔测出一系列排放物的值，并对其求平均值，作为节气门(3)开度变化率为20％/s时的排放物值；A2、以5％/s的变化率间隔递增，控制发动机节气门(3)分别以25％/s、30％/s、…、100％/s的变化率从0％节气门(3)开度变化到100％节气门(3)开度，由排气污染物测试装置按照采样时间间隔测出一系列排放物的值，并对其求平均值，作为节气门(3)开度变化率为25％/s、30％/s、…、100％/s时的排放物值；A3、以节气门(3)开度变化率为横坐标，排放物值为纵坐标，采用线性内插法获得发动机节气门(3)开度变化率-排放特性图；B、确定最佳的节气门(3)开度变化率α在步骤A获得的发动机节气门(3)开度变化率-排放特性图基础上，对每一节气门(3)开度变化率上的排放物进行加权求和得到加权求和值J，比较各个节气门(3)开度变化率上的排放物加权求和值J，选取最小的加权求和值J所对应的节气门(3)开度变化率为最佳的节气门(3)开度变化率α；所述的加权求和值J按汽油机或柴油机进行计算，如果是汽油机则按步骤B1进行计算，如果是柴油机则按步骤B2进行计算：B1、对于汽油机排放物主要有一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化物NO_x，其加权求和值J的计算公式如下：J＝ω₁CO_i+ω₂HC_i+ω₃NO_xi    (1)式中，ω₁、ω₂、ω₃分别为一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化物NO_x的权系数，且ω₁+ω₂+ω₃＝1；CO_i、HC_i、NO_xi分别为一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化物NO_x在节气门(3)开度变化率为i时的排放值，i＝20％/s、25％/s、30％/s、…、100％/s；转步骤C；B2、对于柴油机排放物主要有一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化物NO_x、颗粒物PM，其加权求和值J的计算公式如下：J＝β₁CO_i+β₂HC_i+β₃NO_xi+β₄PM_i    (2)式中，β₁、β₂、β₃、β₄分别为一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化物NO_x、颗粒物PM的权系数，且β₁+β₂+β₃+β₄＝1；CO_i、HC_i、NO_xi、PM_i分别为一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化物NO_x、颗粒物PM在节气门(3)开度变化率为i时的排放值，i＝20％/s、25％/s、30％/s、…、100％/s；C、获得实际进入发动机(1)气缸的空气流量W_eC1、控制发动机节气门(3)以步骤B确定的最佳节气门(3)开度变化率α从0％节气门(3)开度变化到100％节气门(3)开度，由安装在中冷器(4)后的压力传感器(2)测出进气歧管压力值p_进，由安装在中冷器(4)后的温度传感器(7)测出进气歧管内气体温度T，由安装在增压器(5)前的空气流量传感器(6)测出通过增压器(5)的空气质量流量W₀；C2、根据以下公式计算出实际进入发动机(1)气缸的空气流量W_e，公式如下：式中，p_进为进气歧管压力值，单位为kp_a，V₁为增压器(5)出口至发动机(1)气门间总体积，单位为m³，R_air为空气的气体常数，单位为J/(kg·K)，T为进气歧管内气体温度，单位为K，W₀为通过增压器(5)的空气质量流量，单位为kg/s；D、确定实际喷油量Q由步骤C获得的实际进入发动机(1)气缸的空气流量W_e，根据理论空燃比确定发动机(1)的喷油量Q₀；空燃比为可燃混合气中空气质量与燃油质量之比，即：式中，Q₀为根据理论空燃比得到的喷油量，单位为kg/s，汽油机理论空燃比A/F＝14.7，柴油机理论空燃比A/F＝14.3；实际喷油量由下式确定Q＝0.2·Q₀    (5)式中，Q为需要确定的实际喷油量，单位为kg/s；瞬态下，当驾驶员急踩加速踏板时，控制节气门(3)以最佳的节气门(3)开度变化率α到达预定的节气门(3)开度，控制喷油器以喷油量Q喷射燃油，完成混合动力车用增压发动机惯性力矩瞬态控制；控制过程中发动机损失的转矩由混合动力车上的电动机来弥补。