汽油机怠速控制策略研究.pdf

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1、第40卷第6期2011年12月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTl0NENGINEANDMOTORCYCLEV01．40No．6Dec．2011汽油机怠速控制策略研究+谭明生陈志恒张充(上海工程技术大学汽车工程学院上海201620)摘要：用自主开发的控制系统，以479QE发动机为控制对象，对发动机怠速工况的运行采用模糊控制方法进行试验。台架试验表明：采用模糊控制是一种有效的怠速控制方法，能使发动机转速稳定在怠速目标转速。关键词：汽油机怠速工况控制策略模糊控制中图分类号：TK417．1l文献标识码：A文章编号：1671—0630(2011)06—0

2、034一04ResearchoftheControlStrategiesoftheIdlingSpeedforG嬲olineEngineT粕Mingsheng，ChenZlliheng，ZhangChongShanghaiUniversityofEngineeringScience(Shanghai，201620，China)Abstract：UsingseⅡ_deVelopedelectroniccontrolsystem，thepaperpresents出efuzzycontrolmethodforidleconditionof479QEengine．7I’heen

3、ginedynamometertestindicates：thefuzzycontIDlstmtegyisavalididlingspeedcontrolmethod．Themethodcanstabilizeidlespeedattargetspeed．Keywords：Gasolineengine，Idlecondition，Contmlstrateg)，，Fuzzycontml引言怠速稳定性是评价发动机工作质量的重要指标，可用发动机实际转速偏离目标转速的大小来反映。影响发动机怠速稳定性的因素很多，如何有效控制怠速的稳定性，是值得关注的问题，本研究运用模糊控制策略，

4、实现了发动机怠速稳定运行。1怠速控制系统的硬件构成控制系统的硬件系统如图l所示，包括处理器MPC564(RcPU)、信号处理电路、驱动电路，核心部件为FreescaJe的32位高性能微处理器MPC564¨“1，微处理器为234脚封装，有电源管理功能，带有512KFLAscH程序存储器，32KRAM存储器，2个时问处理单元(TPU3)，时间处理单元带8KRAM，1个22时间通道模块化输入输出系统(MlOSl4)，3个CAN控制模块(TOUCAN)，2个增强型队列模数转化模块(QADC64E)，1个增强型队列串行通信复用模块(QSMCM)，1个外围引脚复用模块(PPM)。执

5、行器中的怠速控制阀由步进电机驱动一个锥形针阀进退来改变针阀与阀座之间的间隙，使流过节气门旁通道的空气量发生改变，控制怠速HJ。怠速控制电路以怠速步进电机的驱动芯片为核心，系统采用SAAl042芯片实现，该芯片内部集成了3个输入级模块，1个逻辑控制部分和2个输出级模块，可实现正转／反转和全步／半步等控制功能，系统采用的是全步方式。驱动电路如图2所示，通过PwM脉冲信号决定步进电机的转速和步数。曲轴位置信号卜信吨亟圈号驱吨圈I冷却水温度卜+处◆MPC◆动理564电路氧感器卜路吖酾丽·基金项目：上海高校知识创新工程(085工程)建设项日资助(J功901)。作者简介：谭明生(1

6、982一)，男，助教，主要研究方向：汽油机控制系统研究与开发。图】控制系统的硬件组成第6期谭明生等：汽油机怠速控制策略研究35BA脉冲信号R25R26Vz12V1615141312l10916_一15_一14_一13_一12_一ll_一lO-一9CD图2怠速控制阀驱动电路2怠速控制策略怠速运行工况复杂，具有时变性及不确定性，既有稳态特性又有非稳态特性¨J，因而建立一个十分精确的数学模型比较困难，常规的PID控制又依赖于数学模型的精确程度，系统采用模糊控制器来实现怠速转速稳定控制。应用模糊控制器进行怠速转速控制的结构框图如图3所示，模糊控制器以转速偏差与转速偏差的变化率作

7、为输入量，通过模糊化、模糊推理以及反模糊化处理，输出模糊控制的步进电机的步数。模糊控制器图3怠速模糊控制系统结构框图模糊控制器的输入为实际转速n实际与目标转速n日标的偏差e与偏差变化△e，e=nrI标一厅实际，输出为步进电机步数STEP。经试验，测得步进电机每变动一步，所能产生的发动机转速变化约10—40r·min～。将偏差与偏差变化及输出步数的输出语言变量的语言值设为负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)、零(zR)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)。设偏差的基本论域e=[一120，120]，偏差变化基本论域△e=[一60，6