[发明专利]一种基于指示转矩的质调节式发动机起动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧发动机的控制，具体涉及基于需求指示转矩并且起动时间可控制的质调节式发动机的起动过程燃料喷射方式的控制策略

背景技术

对于质调节式发动机的起动过程中燃料喷射方式的控制，是通过相对进入气缸的空气量供给最佳燃料喷射量，使其在气缸内形成混合气并燃烧，推动活塞做功，克服发动机内部阻力，驱动曲轴转动，使发动机转速达到预期的目标值。

是否正常起动以及起动过程中发动机转速的变化与设定的燃料喷射量及其喷射方式直接相关。通常起动过程的燃油喷射量是通过发动机台架标定试验来确定的。由于起动过程控制策略不同，起动喷射量以及喷射方式有很大区别。如果燃料喷射量过小，喷射方式不合理，就不能完成正常的起动过程；否则燃料喷射量过多不仅燃料消耗量增加，不利于节能，而且造成碳氢、一氧化碳以及微粒等排放量增加。因此，根据起动工况的具体条件，设定合理的燃料喷射量且采用合理的喷射方式，不仅可以有效控制起动时间，而且还能有效控制起动过程的碳氢、一氧化碳以及微粒排放，以适应不断严格的车用发动机节能减排要求。

起动环境条件比较复杂，由于冷却液温度、喷射提前角、喷射压力、燃料喷射方式的不同，发动机指示效率差别较大，而且完成起动过程所需的燃料喷射量也不同。传统的起动控制方法，为了保证可靠起动，通常根据起动状态只简单地补偿一定的燃油喷射量，难以实现起动过程燃料喷射量的精确控制，因此直接影响发动机的起动性。随着汽车低碳化的发展，为完善车用发动机的起动性能，一种完善的起动控制策略是很有必要的。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的难以实现发动机起动过程燃料喷射量的精确控制而影响发动机起动性的问题，提供了一种基于需求指示转矩和指示效率的起动燃料喷射量的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于指示转矩的质调节式发动机起动控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、通过实验获取发动机不同曲轴转速n_crank及冷却液温度T_w下的起动拖动转矩Trq_d；根据发动机起动时的曲轴转速n_crank和冷却液温度T_w确定起动拖动转矩Trq_d；

步骤二、根据发动机的起动控制要求，确定起动过程的目标角加速度函数β₀(t)，基于起动过程的目标角加速度β₀，计算加速阻力矩Trq_I，实现对起动过程中发动机转速和起动时间的控制。

步骤三、根据发动机实际曲轴转速n_crank的变化计算发动机实际角加速度β，由发动机实际角加速度β与目标角加速度β₀的偏差确定补偿转矩Trq_c；实际角加速度β与目标角加速度β₀的偏差为正，补偿转矩减小，偏差为负，则补偿转矩增加。

步骤四、将起动拖动转矩Trq_d、加速阻力矩Trq_I和补偿转矩Trq_c相加得到起动需求的指示转矩Trq_i，即Trq_i＝Trq_d+Trq_I+Trq_c；

步骤五、根据指示效率将需求指示转矩Trq_i转换为燃料喷射量q，燃料喷射量q由基础燃料喷射量q₀和燃料喷射修正量△q两部分组成：

进一步的技术方案如下：

步骤二的具体过程为：

a.根据起动时间的要求设定的预期起动时间t₀，根据起动电机和发动机特性设定起动开始喷射转速n₁、起动过程完成转速n₂；获得目标发动机的转动惯量I。