车用汽油机过渡工况空燃比的先进控制策略

详细论述了国内外汽油机过渡工况空燃比的滑模控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制的结构，分析了各种控制方法的优点和局限性。提出了一种基于信息融合的汽油机过渡工况空燃比控制策略，该方法同时监测汽油机节气门变化过程中节气门位置、进气流量、发动机瞬时转速和进气管内压力等动态参数及其变化率等信息，并进行信息融合处理，导出反映汽油机过渡工况空燃比的有效特征信息，减小过渡工况时油膜及氧传感器对空燃比控制的影响，实现过渡工况空燃比的精确控制。     

车用汽油机过渡工况空燃比的神经网络多步预测控制策略

车用汽油机空燃比存在传输延迟,直接用于反馈控制影响空燃比的控制精度.为此,提出了一种基于神经网络的空燃比多步预测控制策略,首先建立了基于BP神经网络的空燃比多步预测模型,利用空燃比预测模型预报空燃比的未来值,利用预测值与期望值的误差及误差变化率,采用模糊控制器对空燃比实施多步预测控制.对HL495发动机两种典型过渡工况实验数据进行仿真,结果表明,该方法能将过渡工况空燃比控制在理论空燃比的±3%以内.     

车用汽油机过渡工况空燃比的神经网络控制研究

针对车用汽油机过渡工况空燃比难于精确控制的特点,提出了一种空燃比的神经网络复合控制策略。控制系统通过神经网络控制和常规PI控制实现前馈反馈控制,常规PI控制器利用氧传感器信号实现反馈控制,保证系统的稳定性,且抑制扰动;神经网络控制实现前馈控制,提高控制系统过渡工况时的响应能力。神经网络采用径向基神经网络,其输入为影响汽油机进气量的两个主要因素发动机转速与节气门开度。通过在线学习常规PI控制输出,使系统的总控制输出由神经网络产生,系统具有较高的自适应功能,有效避免目前过渡工况空燃比控制需进行大量标定的不足。仿真结果表明该控制方法是有效的。     

汽油机进气动态特性建模与仿真研究

从汽油机实际工作过程出发,运用平均值建模方法构建了汽油机进气管内空气动态特性模型,并基于稳态试验数据对模型待定参数进行了辨识。通过引入转速修正项对模型结构进行了修正,特别是对节气门处空气质量流量的饱和非线性特性进行了补偿,解决了原节气门处空气质量流量子模型在较大节气门开度下误差较大的问题。台架试验和计算机仿真对比结果显示,在稳态工况下,进气压力模型仿真与实测值的最大相对误差不超过±2%,在节气门阶跃的瞬态工况下,最大误差不超过±3%。相关模型可直接用于基于模型的进气口空气流量预测、空燃比控制器设计,也可作为汽油机模型的一部分,为空燃比控制策略软硬件在环仿真提供条件。     

汽油机过渡工况空燃比信息融合控制研究

简要介绍了信息融合技术,根据汽油机过渡工况空燃比控制的要求与特点,探讨了基于信息融合的空燃比控制系统的基本层次结构.将信息融合的层次与空燃比控制的功能相对应,提出了汽油机过渡工况空燃比控制的信息融合模型,进而对汽油机空燃比系统中信息融合在不同层次上的实现方法进行了讨论.     

汽油机空燃比的微机控制

本文介绍了一种汽油机空燃比的微机开环控制系统。研制了用电磁阀控制的化油器旁通空气装置作为执行机构。采用了转速和节流阀开度传感器来检测汽油机工况并论述了建立空燃比控制模型的一种新方法。试验表明,采用这一控制系统后,燃油经济性在大部分工况区均有较大改善。     

氧传感器参考电平自适应空燃比闭环控制方法研究

为了解决开关式氧传感器空燃比闭环控制点的漂移问题，建立了开关式氧传感器闭环控制的数学模型，并分析了氧传感器信号参考电平对空燃比闭环控制的影响，据此，提出了氧传感器参考电平自适应空燃比闭环控制方法，在发动机上试验了氧传感器参考电平对空燃比的影响规律，并进行了氧传感器参考电平的优化试验，结果表明，氧传感器参考电平自适应控制方法可以有效避免空燃比闭控制点随发动机工况变化的漂移问题，有效地降低了汽油机的排放。     

发动机精确空燃比控制方法的研究

提高电控汽油机的空燃比（α）控制精度,是改善发动机经济性、动力性和降低尾气排放的关键环节。通过对发动机稳态和过渡工况下出现空燃比控制偏差的机理进行了分析。实现了一种较为精确的空燃比控制方法。该方法根据所建立的发动机物理模型,利用宽域空燃比传感技术,通过调整喷油脉宽来反馈控制发动机的空燃比。     

电喷摩托车发动机过渡工况测试台架的开发

为制定电控燃油喷射摩托车过渡工况控制策略，开发了一种以电子节气门控制器为核心的摩托车发动机过渡工况测试台架，实现了对节气门位置和动作速度的控制，结合宽域空燃比传感器的使用，可以精确定量地试验研究发动机过渡工况的空燃比特性，并可对测试结果实现自动采集和管理。     

并联混合动力车汽油发动机的起动和暖机过程研究

研究了混合动力车用汽油机起动暖机过程的标定策略,在台架上对一台混合动力车用汽油机拖动和暖机工况的喷油及点火控制参数进行了重新标定,通过适当加大起动和暖机空燃比、加快暖机期间空燃比向化学计量空燃比的过渡以及适当推迟点火时刻等措施,显著加快了催化转化器起燃速度,改善了排放性能。     

含水乙醇在内燃机的应用研究

在摩托车发动机和车用柴油机上进行了含水乙醇的使用研究，当含水乙醇用于汽油机时，它是直接与汽油混合后使用而未对发动机进行任何改造；而当含水乙醇用于柴油机时则在柴油机的进气系统上安装含水乙醇的喷射系统，含水乙醇喷入进气歧管后蒸发并与进入的空气混合，然后在进气过程中进入气缸。试验结果显示，发动机的动力性都没有受到影响，燃料的能耗率都有所降低，柴油进气预混含水乙醇可大量降低其炭烟排放但导致HC和CO排放的增加；含水乙醇与汽油混合燃烧可降低其CO排放而可能导致NOx排放的增加。综合比较的结果，汽油机中应用含水乙醇比在柴油机中有更大的优势。     

汽油机电子控制单元(ECU)的开发

介绍了自行开发的汽油机电子控制单元（ECU）的总体设计构成与功能。从硬件和软件两个方面对ECU进行了分析,内容包括ECU中传感器和执行器的接口电路特性、微控制器的工作原理与要求,特别是控制策略。对新开发的ECU进行了与HH368-1E型发动机台架匹配和整车部分匹配的试验研究。试验结果表明：整车排放指标满足GBl8352．1—2001和GBl8352．2—200l法规要求,同时动力性、经济性和瞬态性能达到原机水平,验证了所开发的ECU适用于中小型车用汽油机的电子控制系统。     

基于模型的发动机空燃比控制策略研究与仿真

空燃比的精确控制是现代车用汽油机控制最为关键的技术。发动机平均值模型由于其模型简单、计算时间短、使用方便,且能满足控制设计的要求而被广泛应用。基于模型的空燃比控制技术是当前国内外研究的热点。在建立某型汽油发动机空燃比平均值数学模型的基础上设计了稳态工况下模糊自适应PID控制器,并与传统的PID控制器空燃比控制效果进行了对比。设计了瞬态工况下燃油前馈补偿控制器并进行仿真。仿真结果表明在稳态工况下模糊自适应PID控制策略不仅能够满足实际控制需要,而且比传统的PID控制策略控制效果更好。前馈补偿控制策略能满足瞬态工况下空燃比的控制要求。     

电喷汽油机进气管空气动态模型的仿真与试验研究

由理想气体状态方程、质量守恒方程、能量守恒方程和速度密度方程建立了电控燃油喷射汽油机进气歧管空气动态的均值模型.为满足基于模型进行空燃比实时控制的要求,基于以下两个假设对模型进行了简化：（1）假设进气流量与模型所建立的关于节气门开度和进气压力的表达式的乘积成线性关系;（2）充量系数和进气压力的乘积与进气压力成线性关系.在MATLAB/Simulink仿真环境中对模型进行了仿真分析,得到了模型的主要参数.最后分别在稳态和瞬态工况下将仿真结果与台架试验结果进行了对比,结果表明：模型中所作的假设成立,稳态和瞬态工况下模型的误差分别在2%和3%以内,说明模型具有较高的精度,且结构简单,能够满足控制过程实时性的要求.     

汽油机非稳定加速工况燃烧模型的建立及应用

本文建立了汽油机在加速工况时缸内工作过程计算模型，应用理论方法对缸内工作过程进行了较为详尽的描述，编制了计算程序，其计算结果与试验结果基本吻合，为解决汽油机在瞬态排放及其设计方面提供了较好的依据。     

改善现代轿车汽油机燃油经济性的试验研究

对影响现代轿车汽油机燃油经济性的诸多因素,如：空燃比、点火提前角、压缩比、配气相位以及传动比等参数进行了深入的研究及相应的试验。在试验及分析的基础上,得到了在不影响动力性和排放等技术指标的前提下,改善现代轿车汽油机燃油经济性的途径。     

基于LS-SVM逆系统的汽油机瞬态空燃比复合控制研究

为实现瞬态空燃比有效控制,提出基于逆模型前馈控制附加无模型自适应反馈控制的复合控制策略。利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立空燃比系统逆模型,对瞬态空燃比模型中的进气量进行动态前馈补偿,并结合无模型自适应(MFAC)通过修正喷油量对空燃比进行反馈控制,对系统扰动、误差等实现修正。利用瞬态工况试验数据进行仿真,并与台架试验实际数据进行了对比。结果表明,LS-SVM逆模能高精度地逼近空燃比瞬态过程,结合MFAC反馈控制提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力。因此该复合控制策略可行,可用于发动机瞬态工况空燃比的精确控制。     

汽油特性参数间的关系分析

汽油的特性参数对汽油机的燃烧和排放具有重要影响。通过对市售汽油特性参数间关系的统计分析，得到了汽油密度同汽油的平均氢碳原子数之比和汽油空气混合气的理论空燃比之间的线性关系式。这些统计关系式可用于由测量的汽油密度值推测汽油平均氢碳原子数之比和汽油空气混合气的理论空燃比等，还可用于改善汽油机热计算精度和汽油机空燃比的测量、控制精度。