[01188694]发动机VNT电控优化及其故障自诊断（OBD）优化

环境的日益恶化和能源的逐渐枯竭,使人们对车用发动机性能的要求越来越苛刻。涡轮增压发动机由于在动力性、经济性、排放性等方面的优势而得到了广泛的应用。然而车用涡轮增压器应有较宽广的工作范围,因为在发动机低速运转时由于废气提供的能量很少,涡轮增压器的转速太低,难以提供适合的增压压力和充足的进气量,也就难于产生较大的转矩;再是发动机在高速运转时,由于排气温度和压力很高,可能会造成增压器超速。另外,由于增压器响应滞后,使得在过渡过程中油量供给的响应比进气量供给的响应快,并因此而导致发动机的瞬态响应性能差和冒烟加速。为了解决这些问题,人们采用了减小增压器转动惯量、安装废气放气阀、辅助空气喷射、调节喷嘴环开度等诸多方法。调节喷嘴环开度的方法因其发动机性能改善的优势明显而得到了广泛的认可。采用可变截面涡轮增压器与采用普通增压器相比,发动机的低速转矩、烟度和油耗都得到了改善。可变截面涡轮增压器的控制系统存在反应滞后等问题,对发动机的各性能又存在一定的影响。另外,可变截面涡轮增压器的故障自诊断系统对其性能产生的影响非常大,若发生故障不能及时诊断出来,对发动机来说是不可逆转的影响。因此,本项目围绕VNT的控制系统及故障自诊断系统开展。进行VNT关键技术研发,对于发动机整体性能提升有非常重大的意义。 在VNT电控系统方面,主要利用增压压力闭环控制在发动机全工况时增压压力与目标增压压力匹配,在采用前馈的PI控制、P-Li-D控制技术、开环控制方法、模糊逻辑控制方案和最小二乘参数估计算法等技术中,实现发动机全工况下增压压力匹配、设计VNT先进控制系统,力求达到更优化的控制目标,从而开发VNT电控系统的优化控制系统,实现“快、准、稳”的控制。在VNT故障自诊断方面,主要建立拟合与预测精度较高的数学模型,采用时间序列模型、灰色模型、Kalman滤波模型、神经网络模型等方法,对VNT控制系统的故障自诊断系统技术进行优化设计,使VNT发生故障时能及时诊断出来,减少损失。 国外增压器调控技术研究工作开展得较早,目前技术已比较成熟,与没有应用VNT增压技术的发动机相比,在额定功率相同的情况下,VNT增压发动机可以改善燃油经济性最高达5%,并提升低速扭矩最高达30%以上。目前,可变截面涡轮增压器在国内的普及远远不够,改善VNT的控制系统及故障自诊断系统,使其成为一个成熟的系统,形成规模化应用。若汽车都配有VNT,那么能源消耗和空气污染都将大大降低,这对未来社会发展是非常有益的。