用于柴油机扭矩控制的摩擦扭矩在线修正算法.docxVIP

DOI:10.11784/tdxbz201303052用于柴油机扭矩控制的摩擦扭矩在线修正算法赵华，宁锦标，谢辉，凌健(天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津300072)摘要：发动机摩擦扭矩的精确估计对基于扭矩的发动机控制策略有重要意义．机械磨损、老化、机油黏度恶化等因素会使发动机摩擦扭矩发生变化．固定的摩擦扭矩MAP无法满足ECU全生命周期对摩擦扭矩精确估算的要求．为解决此问题，建立了面向控制的摩擦扭矩模型，在此基础上设计了发动机运行过程的摩擦扭矩修正算法，选择停机及高速断油工况用于摩擦扭矩的在线估计和修正．离线计算及ECU在线测试结果表明，摩擦扭矩在线修正算法能够有效提高发动机摩擦扭矩的准确性，可用于在线估计与修正柴油机摩擦扭矩．关键词：摩擦扭矩；在线修正；柴油机；电控单元-文章编号：0493-2137(2014)10-849-07中图分类号：TK427文献标志码：AOnLineCorrectionAlgorithmofFrictionTorqueforDieselEngineTorqueControlZhaoHua，NingJinbiao，XieHui，LingJian(StateKeyLaboratoryofEngines，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Thepreciseestimationoffrictiontorqueisessentialfortorque-basedcontrolininternalcombustionen-gines.However，frictiontorquecouldvarysignificantlyduetosuchfactorsasthewearandagingoftheengineandthedeteriorationofoilviscosity.FixedMAPoffrictiontorqueisbeyondtherequirementofpreciseestimationoffric-tiontorqueinECUduringitsfulllifetime.Toaddressthisissue，anon-linefrictiontorquecorrectionalgorithmwasdesignedafteracontrol-orientmodeloffrictiontorquewasbuilt.Twotypicaloperationconditions，theenginestopprocessandinjectionshut-downprocessathighspeed，wereselectedtoestimateandcorrectfrictiontorqueonline.Theresultsobtainedbyoff-linecalculationandon-linetestinECUdemonstratedthattheon-lineadaptedalgorithmcouldimprovetheestimationaccuracyoffrictiontorqueandshowedanavailabilityinestimatingandcorrectingfric-tiontorqueofdieselengineonline.Keywords：frictiontorque；on-linecorrection；dieselengine；ECU自1997年由J.Gethardt教授提出了基于扭矩的控制算法后，基于扭矩控制的控制策略在发动机管理系统(enginemanagementsystem，EMS)开发中逐渐获得应用[1]．在基于扭矩的发动机控制中，摩擦扭矩估计的准确性对扭矩的精确控制、快速启动控制、高转速负荷回怠速控制、发动机换挡控制的平顺性均有重要影响．因此，国内外均展开了摩擦扭矩模型的研究，但多数研究均用于指导发动机的设计[2]或瞬态性能仿真[3-6]，而对摩擦扭矩实时估计及在线修正的研究相对较少．然而发动机机械磨损、老化、机油黏度恶化等因素会使发动机摩擦扭矩发生变化，因而有必要进行摩擦扭矩的在线估计及修正．丹麦奥尔堡大学的Stotsky[7]在启动和怠速工况计算了实际摩擦扭矩与参考MAP之间的偏差，并通过递归算法调整摩擦扭矩MAP；另外，他还通过利用傅里叶变换重构发动机转速波动，利用平均转速与转速振幅估计摩擦扭矩，并利用最小二乘法调整摩擦扭矩MAP[8]．然而，曲轴扭矩动态方程算法在起动工况下计算的摩擦扭矩误差较大，傅里叶变换重构转速波动算法没有在线验证通过平均转速与振幅估计摩擦扭矩的准确性．收稿日期：2013-03-25；修回日期：2013-05-13．基金项目：国家高技术研究发展计划(863计