基于压缩机和涡轮效率经验模型的柴油机VGT前馈控制



基于压缩机和涡轮效率经验模型的柴油机VGT前馈控制

目前，柴油机普遍采用可变截面涡轮增压技术（VGT）提高车辆动力性和改善燃油经济性。介绍了基于模型的VGT前馈控制算法，用于改善瞬态响应。虽然压缩机和涡轮效率分别影响压缩空气流量和涡轮功率，但准确理解两者在发动机工作中的作用至关重要。提出基于经验的压缩机和涡轮效率模型，模型输入变量为涡轮增压器制造商提供的压缩机和涡轮效率图。效率模型参数由225组稳态发动机试验数据确定。通过基于模型的VGT前馈控制算法验证效率模型的有效性。提出的基于压缩机和涡轮效率经验模型的VGT前馈控制算法在2.2L共轨直喷式柴油机上得到验证。

通常压缩机和涡轮效率来自涡轮增压制造商的台架试验，然而台架试验不能反映发动机运行条件，而涡轮旋转速度传感器利用了台架测试的压缩机和涡轮的效率，因此由台架测试获取的效率不适用于发动机控制系统。试验表明，效率模型在实时发动机控制系统中能够适当估计压缩机和涡轮效率，基于模型的VGT前馈控制算法能够改善增压压力的跟踪能力，尤其是瞬态运行情况。此外，由于较高的增压压力有助于减少颗粒排放，因此在燃油喷射量逐步增加阶段，效率的迅速提升有助于降低颗粒排放峰值。

综上，柴油机中基于压缩机和涡轮效率经验模型的柴油机VGT前馈控制器是改善增压压力瞬态控制响应和实现发动机控制的有效方法。

刊名：Energy（英）

刊期：2014年第77期

作者：Luigi Allocca et al

编译：何云廷