发动机电喷系统气体状态参数的预估及模型研究.pdf

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天津大学硕士学位论文发动机电喷系统气体状态参数的预估及模型研究姓名：

刁伟申请学位级别：

硕士专业：

动力机械及工程指导教师：

李志军20090601中文摘要为了降低油耗以及满足日益严格的汽车排放法规要求，越来越多的汽油机采用电子控制技术。

伴随着电子和计算机技术的发展，发动机控制策略也在不断更新，进步。

由于电控系统中部分传感器的响应以及随后的信号处理和计算等过程都需要一定的时间，造成了时间的延迟，并且一些传感器价格昂贵不适宜电控单元所采用，因此本文引入了一种气体状态参数预估理论，初步研究了用某些参数的估算值代替传感器的测量值来对发动机进行控制的方法，并成功应用于实际发动机电控系统。

本文首先介绍了气体流量、压力和温度预估的一般模型。

预估模型分为三个模块：

流量预估、压力预估和温度预估，三者相互依赖、相互影响是一个有机整体。

对不同的预估对象和不同的预估条件，预估的方法也有差异。

然后针对发动机电控系统中的一些重要控制参数提出了相应的预估计算式并对估算过程中需要修正的一些影响参数进行了详细分析。

选取一台排量为18L的直列四缸汽油机在发动机台架上进行了大量的实验研究。

完成了对该发动机进气流量、排气背压、进气温度、排气口温度以及排气总管的温度预估。

而后根据在所有工况点下采集的数据将预估值与实测值做了分析比较，结果显示预估值和实测值比较一致，表明用一些参数的预估值代替传感器的测量值来对发动机进行控制的方法，应用在发动机电控系统中能够取得比较满意的效果。

关键词：

电控系统流量预估温度预估压力预估建模ABSTRACTInordertoreducethefuelconsumptiontomeetthestandardofvehicleexhaustlegislationwhichbecomesmorerigorous，moFeandmoreenginesappliedelectroniccontroltechnologyWiththedevelopmentofelectronicandcomputertechnology,thecontrolstrategyofautomobileengineshasbeingupdatedcontinuallyDuetosomeofthesensorsresponseoftheelectroniccontrolsystemandthesubsequentsignalprocessingandcomputingprocessesallrequireacertainamountoftime，itcausedsomedelay,andsomesensorsareexpensivewhicharenotsuitableforelectroniccontrolunit，therefore，thisarticleintroducesallestimationtheory,whichpreliminarilystudiesontheapplicationofestimationofparametersinplaceofthesensormeasurementtotheengineelectroniccontrolsystemThisthesisfirstintroducesthegeneralmodeloftheestimationofthegasflow、pressureandtemperatureintheengineTheestimatedmodelisdividedintothreemodules：

flowestimation,pressureestimationandtemperatureestimationThethreeisanorganicwholewhichisinterdependentandinteractingThemethodofestimationisdifferentaccordingtodifferentobjectsanddifferentconditionsoftheestimation,anditbringsforwardacorrespondingcalculationmethodaimedatsomeoftheimportantcontrolparametersoftheengineelectroniccontrolsystemandmakesadetailedanalysisofsomecertaininfluencingparameterswhichneedtobecorrectedintheprocessofestimationwedidagreatamountofexperimentresearchontheenginebenchwitha18Linlinefour-cylindergasolineengineTheestimationoftheintakeairflow、theexhaustbackpressure、theintakeairtemperature、theexhaustportgastemperatureandtheexhaustmanifoldtemperaturewereaccomplishedTheestimatedvalueatallpointsofconditionwerecomparedwiththemeasuredvalues，theresultsshowthattheyareveryconsistent，indicatingthattheresultCallbesatisfiedtousedtheestimatedvaluesofsomeparametersinsteadofthemeasuredvaluesgotfromthesensorsinengiIleelectroniccontrolsystemKEYWORDS-ElectronicControlSystem；Flowestimate；PressureEstimate；ThermalEstimate；Model独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁鲞盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

靴敝储鹕_乍辑醐7“日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解吞注盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。

特授权苤盗盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。

同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。

（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：

-J签寄县姆：

二“年占只导师签名：

签字嗍川年月彳日易丁阳碍o第一章绪论11引言第一章绪论能源和环境问题与人类的生存和发展息息相关。

随着汽车工业的不断发展，全世界汽车保有量的不断增加，汽车的排放物已成为全球各国关注的焦点问题之一。

各国都已经出台了相应法律法规来限制机动车排气污染物的排放量。

因此，降低机动车排放、改善环境必将是保证我国国民经济能快速持续发展的一项战略任务【1捌。

目前，机动车辆消耗的燃料占全世界石油消耗总量的一半，汽车保有量的增加更加剧了能源供应的紧张程度。

另一方面汽车排放的废气占全世界温室气体排放总量的15，在世界上将近一半的城市里，汽车排放的废气如今已成为空气污染的最大污染源，机动车保有量的增加使世界各地的城市笼罩在废气中。

随着社会对环境与能源问题的日益关注，人们一直在围绕汽车强动力、节能、低污染等性能寻求着最佳方案。

伴随着上世纪中叶电子工业的高速发展，汽车与电子技术结合在一起，成为汽车工业发展的重要标志。

发动机电子控制技术是发动机发展过程中的一个必然过程，只有实现发动机的电子控制，才有可能提高发动机的整体性能且降低排放。

目前汽车电子控制系统所占整车成本比是衡量汽车新技术含量的一个重要指标。

在本世纪初，国外汽车中电子系统所占整车成本已达到40【3,41。

因此，发动机电子控制技术将成为未来车辆技术发展的核心。

目前，电子控制不仅对燃油喷射进行控制，点火正时、增压压力和气门正时等也都采用电子控制技术，因此，这种系统不