一種基于指示轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)各缸不均勻性補(bǔ)償控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于指示轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)各缸不均勻性補(bǔ)償控制方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)存在的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各缸不均勻性的問(wèn)題。首先，獲取氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，并將其轉(zhuǎn)換為瞬時(shí)角速度；其次，獲取氣缸做功區(qū)間的平均轉(zhuǎn)速，并將其轉(zhuǎn)換為平均角速度；然后，根據(jù)氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)角速度、氣缸做功區(qū)間的平均角速度和氣缸的目標(biāo)需求指示轉(zhuǎn)矩，計(jì)算基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差；并根據(jù)基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差計(jì)算修正后的指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差；最后，根據(jù)計(jì)算所得的修正后的指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差，采用學(xué)習(xí)型修正算法，對(duì)各缸燃料噴射量進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。本方法適用于發(fā)動(dòng)機(jī)全生命周期，補(bǔ)償效果好，穩(wěn)定性和響應(yīng)性也較好，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于指示轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)各缸不均勻性補(bǔ)償控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，具體涉及多缸發(fā)動(dòng)機(jī)基于各缸指示轉(zhuǎn)矩相對(duì) 殘差的學(xué)習(xí)型燃料噴射量的補(bǔ)償方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 四沖程多缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)各氣缸工作過(guò)程均存在不均勻性，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性 能和振動(dòng)噪聲。對(duì)質(zhì)調(diào)節(jié)式發(fā)動(dòng)機(jī)，這種各缸不均勻性是由于各缸實(shí)際燃料噴射量和實(shí)際 進(jìn)氣量不一致，以及各缸工作條件不一致性造成的。它導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)各缸同一循環(huán)所做的功 有偏差，這種偏差不僅影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能而且直接導(dǎo)致曲軸瞬態(tài)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，造成整機(jī)振 動(dòng)和噪聲。目前，各缸不均勻性的補(bǔ)償方法多從曲軸瞬態(tài)轉(zhuǎn)速出發(fā)，計(jì)算各個(gè)氣缸獨(dú)立做功 區(qū)間的平均轉(zhuǎn)速的差別，利用補(bǔ)償公式或補(bǔ)償脈譜的方法調(diào)整或修正各氣缸實(shí)際燃料噴射 量，從而調(diào)整各氣缸的實(shí)際做功能力，減小曲軸轉(zhuǎn)速的波動(dòng)。這種傳統(tǒng)的各缸不均勻性的補(bǔ) 償方法適應(yīng)性較差，而且效果不顯著，容易引起過(guò)度補(bǔ)償，反而存在加劇各缸做功不均勻性 的可能。
[0003] 基于指示轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法是一種根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的需求，考慮到各缸 內(nèi)部摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附件以及泵氣損失等，計(jì)算出各缸需要作用在活塞頂上的指示轉(zhuǎn)矩，再 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理將指示轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成燃料噴射量的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸瞬態(tài)轉(zhuǎn) 速的波動(dòng)是各缸實(shí)際產(chǎn)生的指示轉(zhuǎn)矩和計(jì)算所得的需要作用在活塞頂上的指示轉(zhuǎn)矩的殘 差的反映。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了有效改善多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各缸不均勻性的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于各缸指示轉(zhuǎn) 矩相對(duì)殘差的學(xué)習(xí)型燃料噴射量的補(bǔ)償方法，適用于基于轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，本發(fā)明 是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 步驟一，獲取氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，并將其轉(zhuǎn)換為瞬時(shí)角速度。
[0006] 步驟二，獲取氣缸做功區(qū)間的平均轉(zhuǎn)速，并將其轉(zhuǎn)換為平均角速度。
[0007] 步驟三，根據(jù)氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)角速度、氣缸做功區(qū)間的平均角速度和氣 缸的目標(biāo)需求指示轉(zhuǎn)矩，計(jì)算基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差；并根據(jù)基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差計(jì)算 修正后的指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差。
[0008] 步驟四，根據(jù)步驟三計(jì)算所得的修正后的指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差，采用學(xué)習(xí)型修正算 法，對(duì)各缸燃料噴射量進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。
[0009] 進(jìn)一步的技術(shù)方案如下：
[0010] 步驟一的具體過(guò)程為：獲取到的氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速記為nins，將其轉(zhuǎn)換 為瞬時(shí)角速度記作ω，第 n個(gè)循環(huán)發(fā)火順序?yàn)閕的氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)角速度記作 --，其中：1 = 1，2,3?1，111為氣缸總數(shù)。
[0011] 步驟二的具體過(guò)程為：將獲取到的氣缸做功區(qū)間的平均轉(zhuǎn)速記作navg，將其轉(zhuǎn)換為 平均角速度記作G，第η個(gè)循環(huán)發(fā)火順序?yàn)閕的氣缸做功區(qū)間的平均角速度記作&(/〇，其 中：i = 1，2, 3···ηι，m為氣缸總數(shù)。
[0012] 步驟三的具體過(guò)程為：根據(jù)氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)角速度ω、氣缸做功區(qū)間的 平均角速度^和氣缸的目標(biāo)需求指示轉(zhuǎn)矩Trqi計(jì)算基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差R'，穩(wěn)態(tài)工況 時(shí)用公式（1)計(jì)算，瞬態(tài)工況時(shí)用公式（2)計(jì)算；并根據(jù)基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差R'用公式 ⑶計(jì)算修正后的指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差R。第η個(gè)循環(huán)發(fā)火順序?yàn)閕的氣缸的基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩 相對(duì)殘差記為R/ (η)，第η個(gè)循環(huán)發(fā)火順序?yàn)閕的氣缸的修正后的指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差記為 &(1〇，其中：1 = 1，2,3?"111，111為氣缸總數(shù)：
[0013] 當(dāng)前工況為穩(wěn)態(tài)工況時(shí)，用公式

【權(quán)利要求】
1. 一種基于指示轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)各缸不均勻性補(bǔ)償控制方法，其特征在于，是通過(guò)如下 步驟實(shí)現(xiàn)的： 步驟一，獲取氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，并將其轉(zhuǎn)換為瞬時(shí)角速度。 步驟二，獲取氣缸做功區(qū)間的平均轉(zhuǎn)速，并將其轉(zhuǎn)換為平均角速度。 步驟三，根據(jù)氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)角速度、氣缸做功區(qū)間的平均角速度和氣缸的 目標(biāo)需求指示轉(zhuǎn)矩，計(jì)算基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差；并根據(jù)基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差計(jì)算修正 后的指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差。 步驟四，根據(jù)步驟三計(jì)算所得的修正后的指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差，采用學(xué)習(xí)型修正算法，對(duì) 各缸燃料噴射量進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種基于指示轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)各缸不均勻性補(bǔ)償控制方法，其 特征在于，步驟一的具體過(guò)程為：獲取到的氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速記為n ins，將其轉(zhuǎn) 換為瞬時(shí)角速度記作ω，第n個(gè)循環(huán)發(fā)火順序?yàn)閕的氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)角速度記作 --，其中：1 = 1，2,3?1，111為氣缸總數(shù)。
3. 按照權(quán)利要求1所述的一種基于指示轉(zhuǎn)矩的質(zhì)調(diào)節(jié)式發(fā)動(dòng)機(jī)各缸不均勻性補(bǔ)償控 制方法，其特征在于，步驟二的具體過(guò)程為：將獲取到的氣缸做功區(qū)間的平均轉(zhuǎn)速記作n avg， 將其轉(zhuǎn)換為平均角速度記作5，第η個(gè)循環(huán)發(fā)火順序?yàn)閕的氣缸做功區(qū)間的平均角速度記 作二.(《)，其中：i = 1，2,3…m，m為氣缸總數(shù)。
4. 按照權(quán)利要求1所述的一種基于指示轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)各缸不均勻性補(bǔ)償控制方法，其 特征在于，步驟三的具體過(guò)程為：根據(jù)氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)角速度ω、氣缸做功區(qū)間 的平均角速度5和氣缸的目標(biāo)需求指示轉(zhuǎn)矩Tr qi計(jì)算基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差R'，穩(wěn)態(tài)工況 時(shí)用公式（1)計(jì)算，瞬態(tài)工況時(shí)用公式（2)計(jì)算；并根據(jù)基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差R'用公式 ⑶計(jì)算修正后的指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差R。第η個(gè)循環(huán)發(fā)火順序?yàn)閕的氣缸的基礎(chǔ)指示轉(zhuǎn)矩 相對(duì)殘差記為R/ (η)，第η個(gè)循環(huán)發(fā)火順序?yàn)閕的氣缸的修正后的指示轉(zhuǎn)矩相對(duì)殘差記為 &(1〇，其中：1 = 1，2,3?"111，111為氣缸總數(shù)： 當(dāng)前工況為穩(wěn)態(tài)工況時(shí)，用公式
其中，m為氣缸數(shù)，I為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，τ為沖程數(shù)，(n)為第n個(gè)循環(huán)發(fā)火順序?yàn)閕的 氣缸做功區(qū)間終點(diǎn)的瞬時(shí)角速度，&·(〃）為第η個(gè)循環(huán)發(fā)火順序?yàn)閕的氣缸做功區(qū)間的平均 角速度，i = 1，2, 3…m，
其中，j = 1，2, 3…m，m為氣缸數(shù)。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種基于指示轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)各缸不均勻性補(bǔ)償控制方法，其 特征在于，步驟四所述的對(duì)各缸燃料噴射量進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)的具體過(guò)程為：第η個(gè)循環(huán)發(fā)火 順序?yàn)閕的氣缸的補(bǔ)償前的燃料噴射量記為q/ (η)，補(bǔ)償后的燃料噴射量記為qi (η)，燃料 噴射量補(bǔ)償系數(shù)記為匕〇1)，有(^(11) =&(η) ·< (η);燃料噴射量補(bǔ)償系數(shù)用學(xué)習(xí)公式 Fjn) = (l-kjFiOi-D+kJl-RiOi-l)]計(jì)算，其中 $(0) = 1，氏(0) = l，kw 為權(quán)重因子。
【文檔編號(hào)】F02D41/14GK104295388SQ201410401150
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】李闖, 林學(xué)東, 李德剛, 江濤, 侯玉晶, 張康平 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)