电控发动机动力学模型研究

发布时间：2020-04-16 00:58

【摘要】：目前车辆系统向着电子化、智能化方向发展,电控系统对车辆的影响越来越大。其中,发动机也由传统机械的化油器式发动机转变为带电控的电子节气门式发动机,且发动机管理系统对于发动机输出特性有着重要影响,而基于MAP图的发动机模型已无法满足准确仿真的需求;同时,对于车辆电控系统的标定来说,需等实车试制后才能完成最终标定,整个开发过程周期长,成本高,由此需建立一个虚拟测试仿真平台。以带有电控系统的车辆动力学模型为基础,将电控系统的标定提至开发前期,缩短开发时长,节约成本。由此,本文建立了电控发动机动力学模型,其弥补了基于MAP图的发动机模型的不足,提升了模型本身仿真精度,同时模型考虑了与其他电控单元的协调控制,使得其能实现电控单元之间相互通信,以此为虚拟测试仿真平台提供基础。由此本文进行了以下内容的研究:1.本文提出了发动机管理系统功能模型,其针对基于MAP图的发动机模型的不足,考虑了驾驶员需求扭矩、扭矩限制、扭矩损失、怠速控制与扭矩协调等因素,并以此为基础建立了相应的功能模块,实现了实际发动机管理系统功能及接口,为建立电控发动机动力学模型提供基础。2.针对发动机管理系统功能模型不能直接与基于MAP图的发动机模型连接的问题,本文对其进行分析后提出了改进方案:首先建立了基于示功图的燃烧压力模型,以由节气门开度、曲轴转速、曲轴转角与气缸燃烧压强构建的示功图为基础,考虑了点火提前角的修正,建立了节气门开度、点火提前角与气缸压力的关系;其次建立了发动机机械动力学模型,针对所得的气缸压力,通过活塞曲柄连杆机构与发动机曲轴的动力学分析,得到曲轴运动状态,从而实现了发动机管理系统功能模型的连接,完成电控发动机动力学模型的建模。3.将所建立的电控发动机动力学模型集成至课题组现有车辆动力学模型中,首先进行了场地试验的验证,将本文模型与场地试验、原车辆模型数据进行对比,结果表明本文模型较原模型在节气门开度、发动机转速、纵向加速度等方面更加接近场地试验数据;其次将集成模型嵌入至驾驶模拟器,进行了Tip in/Tip out、怠速、低速、高速及扭矩协调等特定工况测试,结果表明本文模型较原模型在驾驶性方面有所提升,同时能够与其他电控单元协调控制,为虚拟测试仿真平台的建立提供基础。
【图文】：

图 1.2 电控系统 V 字形开发流程，针对上述问题，需求建立一个虚拟测试仿真平台，以标定自动变ransmission Control Unit，TCU）为例，示意图如图 1.3 所示，利用车望能够在开发前期时，在仿真环境下，对电控系统进行标定，尽可，从而缩短开发周期，节约成本，同时对于传统车辆某些极限工况发测试，其也能够避免其危险性，使得测试能够更加安全。. . .. . .实际TCU控制器在开发早期对控制器进行测试标定

第2章 发动机管理系统功能模型研究2.1 前言发动机管理系统对于发动机的性能有着至关重要的作用，因此依据上文课题的背景及动力学仿真的需求，本文需建立具有发动机管理系统部分功能的模型，，以此为基础建立电控发动机动力学模型。2.2 发动机管理系统功能模型的提出由于本文需建立的为发动机的动力学模型，因此，首先需对目前传统车辆动力学模型进行简要分析，此处以所在课题组的车辆动力学模型——吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室（ASCL）车辆动力学模型为例进行介绍，针对其中的动力传动系统其架构示意图如图 2.1 所示。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464

【参考文献】

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本文编号：2629201