基于V模型的电控柴油机涡轮增压调节控制策略开发

进入 涡轮增 压器 的膨 胀 比和空 气 压 缩机 的功 率 ， 实 现柴油 机功 率和扭 矩 的实时控 制 。
２ 涡轮 增 压 调 节 的控 制 策 略 ｌ ］ ４
电 控 柴 油 机 涡 轮 增 压 调 节 控 制 系 统 是 以 涡 轮 增
机进 气量 ， 实现 在不 增 加排 量 的基 础上 大 幅 提 高发
制 策 略 实 现 与 ＶＮＴ 的 匹 配 ， 确 控 制 增 压 压 力 值 ， 精
高 效率扭 矩特 性 ， 而 改 善 柴油 机 燃烧 效 率 和低 速 从
特 性 ， 提高经 济性 ， 并 解决 涡轮迟 滞等 问题 。同时在 高 速时 限制增 压压力 ， 防止 增压器 超速 ， 从而保 护柴
式 ， 压 传 动 自身 的 速 度 稳 定 性 较 差 ， 动 机 在 变 工 气 发
况 时就 会造 成涡轮 迟滞 、 动作 响应滞 后 ， 导致 汽车 的
操 纵性 变差 。
涡 轮 增 压 调 节 （ ＣＲ， ｒ ｓ ｕ ｅＣｈ ｒ ｉｇ Ｒｅ ｕ Ｐ Ｐ ｅ ｓ ｒ ａ ｇｎ ｇ —
（ 明 理 工 大 学 云 南 省 内 燃 机 重 点 实 验 室 ，云 南 昆 明 ６ ０ ２ ） 昆 ５ ２ ４
摘 要 ：以 电控 涡轮 增 压调 节控 制 策略 开发 为 研 究 背 景 ， 行 了基 于模 型 的 电控 增 压 调 节 控 制 算 法 的 Ｖ 型 模 式 进
开 发 。利 用 Ａ ｃｔ 件 建 立 了电控 增 压 调 节控 制 算 法 模 型 ， 对控 制 算 法 模 型进 行 快 速 原 型 仿 真试 验 验 证 。 快 速 ｓｅ 软 井 原 型 试 验 结 果表 明 ， 计 的增 压调 节控 制 算 法模 型 对 发 动 机 涡轮 前 、 气机 后 压 力 以 及加 速性 提 升 效 果 明显 。 设 压
第 ６期 （ 第 １ １期 ） 总 ９ ２１ ０ ０年 １ ２月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ．６（ ｅ ｉｌＮ ｏ ９１ Ｓ ｒａ ．１ ）
Ｄｅ ． ０１ ｃ２ ０
Ｖ ＥＨ Ｉ ＣＬＥ ＥＮ ＧＩ Ｅ Ｎ
基 于 Ｖ模 型 的 电控 柴 油 机涡 轮 增压 调 节 控 制 策 略开发
杨 继 鹏 ，申立 中 ， 劲 松 ，王 贵 勇 徐
ｈ ）通过 采用 ＶＮＴ来 改 变 涡轮 喷 嘴 的大 小 ， 使
废 气 进 入 涡 轮 增 压 器 的 流 通 截 面 积 发 生 变 化 ， 变 改
１ 涡 轮 增 压 调 节 控 制 策 略 功 能 设计
涡 轮 增 压 发 动 机 是 依 靠 涡 轮 增 压 器 把 发 动 机 排 出 的 废 气 作 为 动 力 来 推 动 涡 轮 室 内 的 涡 轮 ， 轮 带 涡 动 位 于 进 气 道 内 同 轴 的 压 气 机 叶 轮 ， 而 增 加 发 动 从
可变 喷嘴 涡 轮增 压 器 （ ＶＮＴ） 术 对 提 高 发 动 技
பைடு நூலகம்
机单 位排 量功率 ， 降低 排放有 很大 的优势 ， 一方 面可
以提 高发 动机 的低 速扭 矩 、 速 响 应 ， 止 冒黑 烟 ， 加 防 另一 方面在 高速 时 通过 调 节 可变 喷 嘴 增 大截 面 积 ， 防止 增压器 超速 。本研 究通过 设计 涡轮增 压调节 控
动 机 的输 出 功 率 和 扭 矩 ］ 。发 动 机 低 速 时 ， 气 能 排 量不 足 ， 用传 统 的涡 轮增 压 器 增 压效 果 不仅 不 明 采 显 ， 至不 及没有 加装 增压设 备 的发动机 。同时 ， 甚 涡 轮 增 压 作 为 空 气 系 统 的 一 部 分 采 用 气 压 传 动 的 方
油 机 和 增 压 器 。
目前 有 两 种 方 法 可 以 实 现 对 涡 轮 增 压 压 力 的
调节 ：
满足 柴油机对 功率 和扭 矩 的实 时需求 。Ｖ 型开 发模
式 现 已 比较 成 熟 ， 实 现 控 制 系 统 的 功 能 、 制 能 力 在 控
ａ ）采用 旁通 阀 ， 通 阀增 压 器通 常在 最 大扭 矩 旁 点 与柴油 机有较 好 的 匹配 ， 在 低 速时 表 现供 气 不 而
关 键 词 ：柴 油 机 ；涡 轮 增 压 器 ；控 制 策 略
中 图分 类 号 ： ４ １ ２ ＴＫ ２ ．
文献 标 志 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ： ０ １ ２ ２ （ ０ ０ ０ — ０ ４０ ｉ ０ — ２ ２ ２ １ ） ６０ ５ — ４
２０ ０ ８年 欧 Ｖ 排 放 法 规 开 始 实 施 ，０ ９年 ， ２０ 日本 政 府 颁 布 了 限 制 尾 气 排 放 的 “ 长 期 规 定 ” 同 年 美 后 ，
国宣 布 于 ２ １ ０ ２年 实 施新 燃 油 消耗 率标 准 。从 日益 严 格 的排放法 规和燃 油 消耗 率标 准可 以看 出世 界各 国对能 源及环 境 的关 注程 度 ， 以发 动机 的技术 革 所
新 必须把 排放 和燃油 消耗放 在首 位 。
ｌｔ ｎ 系统要 能够 实时精 确地调 整 电控柴 油机 增压 ａｉ ） ｏ 压 力值 ， 实现 增压压 力 的快 速建 立 、 稳定 的压 力特性 以及在整 个柴 油机 转速范 围 内所 有油 门踏板 位置 的
收 稿 日期 ：２ ０ １ 一 ８；修 回 日期 ： ２ ｌ ｉ ２ Ｏｌ — Ｏ０ ０ ０１ ５
压 器 的增 压压 力值 作 为 实 时控 制 目标 的开 、 闭环控 制 相结合 的控 制系 统 。涡轮增压 是发 动机空 气系统
足 、 压 比 低 、 速 性 差 、 黑 烟 等 现 象 ； 增 加 冒
以及 可靠性等 方 面起 到 了重要 作用ｌ 。本研究 采 用 】 ］
基 于 模 型 的 Ｖ 型 开 发 模 式 来 开 发 涡 轮 增 压 调 节 控
制策 略 ， 采用 目前广 泛 运 用 的系统 开 发 工具 Ａｓｅ ， ｃｔ Ｍａｌ ／ ｉ ｌ ｋ辅 助建模 。 ｔ ｂ Ｓｍｕｉ ａ ｎ