德?tīng)柛；谂ぞ匕l(fā)動(dòng)機(jī)控制策略課件

1、扭矩控制策略的目標(biāo)根據(jù)駕駛員意圖實(shí)現(xiàn)最佳車(chē)輛響應(yīng)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出以實(shí)現(xiàn)駕駛性目標(biāo)對(duì)應(yīng)加速踏板輸入的最佳響應(yīng)協(xié)調(diào)各控制裝置以降低油耗協(xié)調(diào)并充分發(fā)揮電子節(jié)氣門(mén), 進(jìn)排氣門(mén)正時(shí)及自動(dòng)變速箱對(duì)動(dòng)力總成性能的改善在發(fā)動(dòng)機(jī)硬件性能允許范圍內(nèi)給予空燃比, 點(diǎn)火提前角, EGR, 進(jìn)排相位及自動(dòng)變速箱檔位以靈活變化的空間, 同時(shí)不影響發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出接收處理多項(xiàng)扭矩請(qǐng)求核實(shí)每項(xiàng)扭矩請(qǐng)求快速(點(diǎn)火提前角控制)或慢速(進(jìn)氣, 燃油控制)減扭請(qǐng)求增扭請(qǐng)求(進(jìn)氣控制)第1頁(yè)/共19頁(yè)扭矩控制的優(yōu)點(diǎn)全時(shí)扭矩控制的優(yōu)越性扭矩是發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)車(chē)輛的基本輸出量使得進(jìn)排氣相位控制更易實(shí)現(xiàn)并且性能更優(yōu)駕駛性“自動(dòng)” 補(bǔ)償由于變速箱,進(jìn)

2、排氣相位變化, 空燃比變化, 催化器起燃控制引起的扭矩變化減少加速踏板快速運(yùn)動(dòng)引起的沖擊為實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)加速踏板的車(chē)輛響應(yīng)可調(diào)性提供了更多空間(除油門(mén)全開(kāi)時(shí))更精確的發(fā)動(dòng)機(jī)附件及摩擦扭矩補(bǔ)償?shù)?頁(yè)/共19頁(yè)常用的扭矩概念駕駛員意圖扭矩(Driver intent torque)基于駕駛員的意圖請(qǐng)求(來(lái)自加速踏板)最大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩(Maximum engine torque)在當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及環(huán)境調(diào)件下節(jié)氣們?nèi)_(kāi)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)凈扭矩最大發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)扭矩(Maximum negative engine torque)在當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及環(huán)境調(diào)件下斷油時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)凈扭矩扭矩請(qǐng)求源(Torque command sour

3、ce)可能發(fā)出扭矩請(qǐng)求的EMS控制模塊: 加速踏板, 定速巡航, 變速箱, 車(chē)輛驅(qū)動(dòng)力控制, 發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖控制, 限速控制等所需指示平均壓力(IMEP)希望發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)出的指示平均壓力, 此量與發(fā)動(dòng)機(jī)指示扭矩成正比, 單位為千帕(kPa)第3頁(yè)/共19頁(yè)指示扭矩(Indicated torque)由混合汽燃燒產(chǎn)生的扭矩摩擦扭矩(Friction torque)用于克服發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)阻力, 泵氣損失和附件阻力的扭矩凈扭矩(Net torque)從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出至變速箱的扭矩 - 不考慮發(fā)動(dòng)機(jī)慣性矩也稱發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)力矩或飛輪力矩未經(jīng)控制扭矩(Unmanaged torque)當(dāng)未實(shí)施扭矩控制, 例如車(chē)輛驅(qū)動(dòng)力控制

4、時(shí)的扭矩值經(jīng)控制扭矩(Managed torque)在當(dāng)前燃油, 點(diǎn)火提前角和進(jìn)氣量情況下, 包括由于扭矩控制引起的上述量變化情況下的扭矩值慢速控制扭矩(Slow Torque)用于進(jìn)氣或燃油控制的目標(biāo)扭矩快速控制扭矩(Fast Torque)用于點(diǎn)火提前角控制的目標(biāo)扭矩用于滿足車(chē)輛驅(qū)動(dòng)力或變速箱要求的扭矩控制常用的扭矩概念第4頁(yè)/共19頁(yè)扭矩控制的原理結(jié)構(gòu)1) 發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩估測(cè)根據(jù)EMS傳感器及發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)估測(cè)指示扭矩, 凈扭矩, 摩擦扭矩, 發(fā)動(dòng)機(jī)附件阻力扭矩 2) 期望扭矩計(jì)算期望凈扭矩的計(jì)算是基于:加速踏板位置發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變速箱檔位進(jìn)氣溫度和壓力電子節(jié)氣門(mén)工作狀況第5頁(yè)/共19頁(yè)3)扭矩請(qǐng)求

5、源的選擇增扭源選擇(最小期望扭矩)加速踏板, 發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖控制, 限速控制等怠速控制定速巡航控制車(chē)輛穩(wěn)定性控制減扭源選擇(最大期望扭矩)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)力控制變速箱控制保證換檔質(zhì)量及防破壞性駕駛限速 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及車(chē)速扭矩控制的原理結(jié)構(gòu)第6頁(yè)/共19頁(yè)扭矩控制的原理結(jié)構(gòu)4)扭矩控制根據(jù)期望指示平均壓力(IMEP)計(jì)算期望燃油質(zhì)量在燃油量基礎(chǔ)上計(jì)算其它參數(shù)(氣量, 點(diǎn)火提前角)缸內(nèi)燃燒狀況控制要求計(jì)算指示平均壓力(IMEP)進(jìn)氣量:計(jì)算調(diào)節(jié)所需節(jié)氣門(mén)開(kāi)度及進(jìn)排氣門(mén)相位, 以實(shí)現(xiàn)期望扭矩值(慢速扭矩控制目標(biāo)值)推遲點(diǎn)火提前角以滿足快速扭矩控制目標(biāo)值如電子節(jié)氣門(mén)失靈則斷油以減扭以滿足慢速扭矩控制目標(biāo)值第7頁(yè)/共

6、19頁(yè)扭矩估測(cè)邏輯概要計(jì)算最佳點(diǎn)火提前角(MBT)的延遲計(jì)算由于點(diǎn)火提前角延遲引起的扭矩?fù)p失計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)凈扭矩燃油/進(jìn)氣量變+ 空燃比計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率計(jì)算最佳點(diǎn)火提前角(MBT)下扭矩值計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦扭矩計(jì)算最佳點(diǎn)火提前角(MBT)扭矩估測(cè)流程第8頁(yè)/共19頁(yè)指示扭矩計(jì)算:模型計(jì)算從燃油化學(xué)能到動(dòng)能的轉(zhuǎn)燃油化學(xué)能 =燃油質(zhì)量*燃油熱值燃油質(zhì)量計(jì)算是基于燃油噴射量在最佳點(diǎn)火提前角(MBT)時(shí)的指示扭矩 = 燃油化學(xué)能*發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率*轉(zhuǎn)化常數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率 = f(RPM, A/F Ratio) - 指示效率在最佳點(diǎn)火提前角(MBT)時(shí)和理想空燃比條件下的指示效率近乎不變根據(jù)實(shí)際點(diǎn)火提前角調(diào)整指示扭矩

7、最佳點(diǎn)火提前角(MBT) = f(RPM, Load) + EGR Spark for VVT, based on cam angle扭矩?fù)p失 = f(spark delta from MBT)扭矩估測(cè)簡(jiǎn)介第9頁(yè)/共19頁(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦扭矩運(yùn)動(dòng)摩擦扭矩 = f(RPM, 溫度)包括水泵, 其它附件和發(fā)動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件阻力扭矩泵氣阻力矩 = F(RPM, 進(jìn)氣歧管壓力)空調(diào)阻力矩 = f(空調(diào)壓力或進(jìn)氣溫度)發(fā)電機(jī)阻力矩 = f(RPM, 電瓶電壓)發(fā)動(dòng)機(jī)凈扭矩凈扭矩 =指示扭矩 摩擦扭矩扭矩估測(cè)簡(jiǎn)介第10頁(yè)/共19頁(yè)轉(zhuǎn)換駕駛員及車(chē)輛扭矩請(qǐng)求為期望指示平均有效壓力(IMEP)平均有效壓力IMEP 做為

8、基本的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷指示參數(shù)使用平均有效壓力(IMEP)比指示扭矩使在不通排量發(fā)動(dòng)機(jī)上的調(diào)試標(biāo)定更加簡(jiǎn)化駕駛員請(qǐng)求加速踏板位置駕駛員期望制動(dòng)扭矩總和期望制動(dòng)扭矩總和期望指示扭矩期望指示平均有效壓力(IMEP)期望燃油量期望進(jìn)氣量扭矩控制流程第11頁(yè)/共19頁(yè)扭矩控制簡(jiǎn)介期望進(jìn)氣量計(jì)算基于期望燃油量及空燃比期望節(jié)氣門(mén)開(kāi)度利用德?tīng)柛０l(fā)動(dòng)機(jī)控制軟件中的空氣動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)計(jì)算模塊輸入:期望進(jìn)氣量輸出:期望節(jié)氣門(mén)開(kāi)度考慮及協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣再循環(huán)控制和進(jìn)排氣相位控制第12頁(yè)/共19頁(yè)扭矩控制簡(jiǎn)介通過(guò)點(diǎn)火提前角的扭矩控制使用條件取決于扭矩請(qǐng)求源為達(dá)到期限扭矩值所需的點(diǎn)火提前角計(jì)算是基于扭矩?fù)p失-相對(duì)最佳點(diǎn)火提前角

9、遲滯特性相對(duì)最佳點(diǎn)火提前角的推遲當(dāng)超過(guò)時(shí)限后將被限制以避免催化器溫度過(guò)高絕對(duì)點(diǎn)火提前角的限制基于點(diǎn)火系統(tǒng)硬件特性通過(guò)燃油的扭矩控制 如電子節(jié)氣門(mén)失靈則扭矩控制通過(guò)單缸斷油實(shí)現(xiàn)第13頁(yè)/共19頁(yè)從加速踏板位置到期望扭矩值的轉(zhuǎn)換:扭矩控制簡(jiǎn)介* 踏板位置到扭矩的轉(zhuǎn)換須達(dá)到所期望的車(chē)輛反應(yīng)特性的要求第14頁(yè)/共19頁(yè)扭矩遲滯控制:當(dāng)期望扭矩值快速變化時(shí), 過(guò)大的變化量被限制以避免造成沖擊和傳動(dòng)系的振蕩及駕駛舒適性的惡化扭矩控制簡(jiǎn)介第15頁(yè)/共19頁(yè)自動(dòng)變速箱自動(dòng)檔變速箱種類(lèi)傳統(tǒng)液壓機(jī)械式自動(dòng)變速箱電子控制式自動(dòng)變速箱（TCM不與ECM溝通）電子控制式自動(dòng)變速箱（TCM與ECM溝通）并行通訊串行通訊無(wú)級(jí)自動(dòng)變速箱CVT自動(dòng)化的手動(dòng)變速箱(AMT, 手自一體?)第16頁(yè)/共19頁(yè)TCM 與 ECM 溝通目的降低換檔時(shí)的沖擊感延遲點(diǎn)火角降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭力防破壞性駕駛提升怠速保持驅(qū)動(dòng)力變速箱油溫高時(shí)，機(jī)油粘滯力變低自動(dòng)變速箱轉(zhuǎn)速時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)慣性力1檔2 檔第17頁(yè)/共19頁(yè)自動(dòng)變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)的通訊并行通訊占空比(PWM