收藏本站
《华北水利水电大学》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

增压直喷式双VVT汽油机负荷控制研究

邹栋  
【摘要】:随着环境污染、能源危机的加剧,世界各国都提出了越来越严苛的排放法规,节能减排已经深入人心。相对传统汽油机,小型强化汽油机能降低泵气损失,具有较好的动力性和经济性,已逐渐成为汽车市场主流。缸内直喷、涡轮增压和双VVT技术是小型汽油机节能减排的核心。本文基于一款1.0T三缸直喷双VVT汽油机开发了Open-ECU控制器,基于扭矩架构设计了控制策略,采用了主动抗扰思想进行执行器控制,实现了发动机的稳定运转,并优化了控制效果。首先,搭建实验台架,开发硬件平台和基础软件平台,硬件平台以英飞凌的32位多核单片机TC27x为核心控制单元,包括电源管理、最小系统、信号采集、boost升压电路、点火驱动、低边驱动、喷油器驱动、CAN通信等模块。基础软件设计包含发动机位置、复杂信号驱动、A/D转换、I/O输入输出、通信、故障诊断和任务调度等模块,为发动机的稳定运转打下基础。其次,基于扭矩架构进行整体控制策略开发,其中包含扭矩管理、空气模型、增压压力控制、节气门控制、VVT控制、歧管压力控制、空燃比控制、轨压控制、点火角控制、爆震控制、发动机状态机、发动机保护及故障诊断等模块。策略以原始油门扭矩为基础,在慢速扭矩控制过程中通过控制目标进气量,从而控制节气门;在快速扭矩中控制目标点火效率,从而控制点火角来达到需求扭矩的快速响应。最终在扭矩架构管理模块输出空气系统执行器的目标值,实现对节气门、增压器以及VVT的扭矩分配。根据各个执行器的工作特点,建立相应的控制器模型,实现执行器的快速响应和稳定控制,优化了发动机的控制效果。再次,在执行器的控制过程中,设计PID控制器来进行各个执行器的控制,在调试过程中,发现采用单一PID参数常常不能满足复杂控制对象的需要,常常采用分段式PID,需要大量的参数标定,增加了调参的难度,且废气阀与VVT的控制均面临着不同程度的外部干扰,很难达到理想的控制效果。采用基于主动控制器ADRC(Active Disturbances Rejection Controller)的控制思想,通过带宽来表征ADRC需要整定的参数,利用带宽进行参数的调试,直接产生作用,经过建模和大量的实验分析,ADRC控制器可以实现较好的控制效果。实验表明,本研究提出的基于扭矩的增压直喷双VVT汽油机负荷控制策略能够实现负荷的快速稳定控制,与传统的控制策略相比,在跟踪精度、瞬态响应和参数调试方面具有一定优势。
【学位授予单位】:华北水利水电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TK411

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 周路菡;;汽车后市场,汽车产业战略转型的关键[J];新经济导刊;2014年06期
2 张志福;舒歌群;梁兴雨;刘国庆;杨万里;王志;;增压直喷汽油机超级爆震现象与初步试验[J];内燃机学报;2011年05期
3 张扬军;张树勇;徐建中;;内燃机流动热力学与涡轮增压技术研究[J];内燃机学报;2008年S1期
4 李桢;赵宏权;;PID调节概念及基本原理[J];科技信息(科学教研);2007年29期
5 韩京清;;自抗扰控制技术[J];前沿科学;2007年01期
6 翁祖亮;我国内燃机产品与技术发展预测[J];内燃机工程;1999年03期
7 马忠杰,钱耀义,于秀敏,李国良,关兵;电控喷油器喷射过程的计算模型[J];内燃机学报;1997年02期
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 ;2014年交通运输行业发展统计公报[N];中国交通报;2015年
2 陈文喜;;车企纷纷“减缸”发动机小型化趋势明显[N];中国联合商报;2014年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 蒋坚;直喷式汽油机电控燃油喷射系统及闭环控制算法的研究[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 钟凯弦;汽油机涡轮增压与双VVT联合控制策略的研究[D];广东工业大学;2014年
2 刘井生;GDI发动机ECU中几个功能模块的控制软件设计[D];合肥工业大学;2012年
3 隆愈强;不同氮氧组分进气发动机性能及其排放实验研究[D];吉林大学;2009年
4 郭明;汽油发动机怠速控制的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 马君;直喷汽油机试验用电控单元开发及启动控制的研究[D];吉林大学;2009年
6 周骥;直喷汽油机电控系统设计及稀薄燃烧试验研究[D];吉林大学;2009年
7 杨海燕;汽车发动机怠速控制技术的研究[D];河北工业大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩丁;丁俊;;基于TLESO/HLESO/RLESO的PMSM调速系统研究[J];工程设计学报;2018年01期
2 丁网芳;刘星桥;;采用自抗扰控制的三电机同步协调系统[J];信息技术;2018年02期
3 张少华;魏淼若;陶诗奇;单晓荣;田生虎;刘国庆;王瑞平;;直喷增压发动机爆震的研究[J];内燃机;2018年01期
4 孙佃升;;基于时变参数自抗扰的开关磁阻电机控制系统[J];电气传动;2018年01期
5 马星河;张少辉;赵军营;陈海军;;矩阵变换器自抗扰控制技术的改进研究[J];河南理工大学学报(自然科学版);2018年01期
6 周凯;孙彦成;王旭东;闫达;;永磁同步电机的自抗扰控制调速策略[J];电机与控制学报;2018年02期
7 孙佃升;章跃进;;线性扩张状态观测器的改进及观测精度分析[J];国防科技大学学报;2017年06期
8 徐秋坪;王旭刚;王中原;;滑翔制导炮弹自抗扰姿态解耦控制器设计[J];系统工程与电子技术;2018年02期
9 姜辰;王浩文;李健珂;李亮君;;无人直升机自抗扰自适应轨迹跟踪混合控制[J];工程科学学报;2017年11期
10 杜丽敏;雷艳敏;;轮式监控移动机器人的自抗扰控制[J];长春大学学报;2017年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘杰;宽域废气氧传感器控制方法研究及实现[D];合肥工业大学;2017年
2 李宏超;发动机电子节气门的控制研究[D];合肥工业大学;2017年
3 刘学良;应用电磁驱动配气机构的单缸汽油机控制技术研究[D];南京理工大学;2017年
4 邹栋;增压直喷式双VVT汽油机负荷控制研究[D];华北水利水电大学;2016年
5 贺敏;配气相位对增压PFI汽油机性能的影响规律研究[D];吉林大学;2016年
6 周鑫;基于扭矩的增压发动机控制策略研究[D];广东工业大学;2016年
7 赵世峰;直喷汽油机冷启动工况壁面油膜特性及其对碳烟排放的影响研究[D];中北大学;2016年
8 田金成;小排量涡轮增压汽油机电控技术研究[D];燕山大学;2016年
9 闵兵;宽域废气氧传感器控制方法及系统研究[D];合肥工业大学;2016年
10 温吉辉;基于TC1782的GDI发动机ECU软件设计[D];合肥工业大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄若;葛新滨;马朝臣;;车用球轴承涡轮增压器临界转速分析[J];车用发动机;2007年06期
2 王希波;张哲;邓康耀;;相继增压柴油机切换过程瞬态特性实验系统[J];农业机械学报;2007年07期
3 韩京清;最速反馈控制的不变性[J];系统科学与数学;2005年04期
4 韩京清;从PID技术到“自抗扰控制”技术[J];控制工程;2002年03期
5 徐建中;叶轮机械气动热力学的回顾与展望[J];西安交通大学学报;1999年09期
6 韩京清;自抗扰控制器及其应用[J];控制与决策;1998年01期
7 韩京清;利用非线性特性改进PID控制律[J];信息与控制;1995年06期
8 韩京清;一类不确定对象的扩张状态观测器[J];控制与决策;1995年01期
9 韩京清;非线性PID控制器[J];自动化学报;1994年04期
10 韩京清,王伟;非线性跟踪─微分器[J];系统科学与数学;1994年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 曹恒;基于模糊逻辑的内燃机车大功率柴油机智能控制系统的研究[D];大连理工大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高永兴;双VVT高增压高压缩比直喷汽油机的抗爆震性能研究[D];上海交通大学;2012年
2 闫立君;4G93发动机VVT系统开发研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 代晓珂;发动机电子控制单元软件开发平台的研究和实现[D];江苏大学;2010年
4 戴澍凯;公交车用涡轮增压柴油机的补气研究[D];武汉理工大学;2010年
5 马君;直喷汽油机试验用电控单元开发及启动控制的研究[D];吉林大学;2009年
6 周骥;直喷汽油机电控系统设计及稀薄燃烧试验研究[D];吉林大学;2009年
7 陈龙华;汽油机富氧进气基本燃烧特征理论分析[D];吉林大学;2008年
8 张广军;变组分进气发动机燃烧与排放实验研究[D];吉林大学;2008年
9 李玥;进气组分气体分离系统气流特性实验分析[D];吉林大学;2008年
10 邓金金;富氮空气组分进气汽油机基本燃烧特性模拟分析[D];吉林大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高朔;刘越;刘征;;执着精品与运动 长城凌傲1.5L VVT[J];汽车与运动;2010年03期
2 莽超;高朔;;移动的盒子 长城酷熊1.5L VVT手动精英型[J];汽车与运动;2009年05期
3 温亚军;巩录胜;李云;宋志刚;;汽油机废气涡轮增压技术探析[J];企业技术开发;2014年09期
4 王国栋;袁观练;黄荣辉;周洋;侯献军;;低速中低负荷下VVT对汽油机燃油经济性的影响[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2013年02期
5 辛源;;采用“VVT”系统的全新“甲壳虫”[J];微型轿车;1998年01期
6 李立军;张力;;采用VVT技术的汽油机控制策略的研究[J];汽车工程学报;2011年04期
7 魏祥林;刘华;;伊兰特VVT启动困难、加速无力[J];汽车维修与保养;2008年12期
8 张虎;;江淮和悦、同悦VVT发动机“哒哒”异响[J];汽车维修技师;2012年09期
9 刘华;;伊兰特VVT轿车动力不足故障[J];民营科技;2007年09期
10 范永栋;;2004款丰田花冠1ZZ-FE发动机凸轮轴VVT螺栓断裂的分析[J];汽车维修技师;2013年03期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 张海燕;长城1.3全铝VVT发动机荣膺“十佳”[N];中国质量报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘磊;EGR与LNT协同控制稀燃汽油机NO_x排放试验及仿真研究[D];天津大学;2016年
2 黄琪;小型高速汽油机双火花塞速燃多工况VVT系统研究[D];重庆大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹栋;增压直喷式双VVT汽油机负荷控制研究[D];华北水利水电大学;2016年
2 杨胜;增压直喷双VVT汽油机瞬态进气量控制策略研究[D];天津大学;2016年
3 盖宇飞;双喷射系统汽油机颗粒物排放特性研究[D];天津大学;2016年
4 陈旭;混合气分层方式对醇—汽油发动机燃烧和排放特性的影响[D];天津大学;2016年
5 范振阳;EGR和VVT在汽油机涡轮增压中的应用[D];哈尔滨工业大学;2015年
6 吕高全;基于VVT技术的4RB4发动机设计优化及仿真试验研究[D];西华大学;2017年
7 刘伟;小型增压强化汽油机缸盖热机疲劳分析研究[D];天津大学;2016年
8 郭琦;六冲程汽油机理想循环构建及喷水参数对热效率的影响[D];长安大学;2017年
9 高永兴;双VVT高增压高压缩比直喷汽油机的抗爆震性能研究[D];上海交通大学;2012年
10 张继洲;基于振动信号分析的发动机失火故障诊断方法研究[D];东北林业大学;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026