基于MotoTron平台的汽油机瞬态油门控制器研究

摘要

随着我国汽车产业的迅猛发展，针对汽油机尾气排放污染环境和能源消耗等问题，汽油机专家已经对汽油机做了很多改进，但大都是针对某一特定工况的性能改善。事实上，汽车在道路上行驶时大部分时间处于瞬态工况，因此只有对汽油机瞬态工况进行研究，才能够真实反映汽油机的性能指标。所以在汽油机实验台架研究中，研制一个能够产生模拟瞬态工况的瞬态油门控制器对研究汽油机瞬态燃烧规律具有非常重要的现实意义。
　　 本文由分析瞬态油门控制器的性能要求可知，这是一个位置、速度运动控制系统。因此选取步进电机作为驱动装置，以ECU为核心发出脉冲信号控制步进电机的运动。其中建立了瞬态油门控制器算法模型和智能PID控制器模型，并依据MotoTron开发平台，将模型移植刷写进ECU中，由ECU根据拟定的瞬态工况发出相应的脉冲信号控制步进电机，进而拉动油门开启和关闭，以此产生拟定的瞬态工况。并由油门位置传感器监测油门位置和开启速度，将其经过智能PID控制器计算后反馈给ECU，以保证对油门位置控制的准确性。这就形成了一个简单的油门闭环控制系统。最后对研制的瞬态油门控制器进行油门开度控制精度和开启速度控制精度的检测。检测结果表明，研制的瞬态油门控制器具有很好的控制精度，符合预定的要求。
　　 最后在汽油机试验台架上运用研制的瞬态油门控制器，产生拟定的乡村道路工况。采集汽油机的燃烧数据，分析其在瞬态工况下的燃烧规律。进一步证明研制的控制器能较好的满足研究汽油机瞬态工况的实验要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本文研究背景及意义

1．2 国内外的研究现状

1．3 本文的主要研究内容

第二章 汽油机瞬态工况与MotoTron平台

2．1 典型瞬态工况

2．2 汽油机在瞬态工况下工作过程的特点

2．3 MotoTron平台的介绍

2．4 本章小结

第三章 汽油机瞬态油门控制器的开发

3．1 开发目的及总体方案

3．2 瞬态油门控制器硬件设备的构建

3．2．1 ECU

3．2．2 步进电机及驱动器

3．2．3 传动机构

3．3 油门控制算法的建模

3．3．1 油门控制算法的模型

3．3．2 智能PID控制及其模型

3．4 MotoTron系统开发平台的建立

3．4．1 MotoTron的软件开发平台

3．4．2 MotoTron系统的开发

3．5 ECU的通信连接和模型的刷写

3．6 油门位置传感器的标定试验

3．7 瞬态油门控制器的精度检测

3．7．1 精度检测的方法

3．7．2 检测的过程和结果分析

3．8 本章小结

第四章 瞬态油门控制器在瞬态燃烧实验中的应用

4．1 实验台架的总体布置

4．2 实验设备与仪器介绍

4．3 实验结果及其分析

4．3．1 瞬态示功图与曲轴转角变化关系图

4．3．2 最大燃烧压力随转速的变化

全文结论与研究展望

全文结论

研究展望

参考文献

致谢

附录