[发明专利]一种基于速度密度模型的发动机进气流量在线标定方法

说明书

本发明公开了一种基于速度密度模型的发动机进气流量在线标定方法，通过传感器采集节气门处空气流量信号、进气压力信号、进气温度信号和发动机转速信号，根据速度密度模型，利用时变参数辨识方法辨识出模型时变参数，再利用Map学习算法自动生成参数Map图，最后可通过插值法查询当前工况模型参数，并将进气压力、转速、温度一并代入模型中，便可以计算出进气流量。本发明只需要使发动机在全工况下运行，便可以实现对于不同型号发动机进气流量的在线快速自动标定。

技术领域

本发明涉及模型时变参数在线辨识技术以及MAP学习算法，具体涉及一种基于速度密度模型的发动机进气流量在线标定方法。

背景技术

随着排放法规的日益严格以及石油资源的短缺，如何提高汽车的燃油经济性并减少尾气排成为了首要问题。内燃机作为汽车的动力装置之一，空燃比是影响燃烧质量的重要因素，而进气流量对空燃比有直接的影响。

发动机在不同工况下运转时，由于流量传感器安装在节气门处，距离气缸较远，并且传感器普遍存在一定的测量延时及噪声干扰，在实际情况下无法直接通过流量传感器准确得到进入气缸的空气流量。

目前对于上述问题，普遍采用离线标定的方法，通过台架实验使发动机在不同的特定工况下工作，并测量记录对应的进气流量，将各个工况点连接起来绘制成MAP图，在实际应用过程中通过插值法来确定当前工况下的进气流量。但是此种标定方法需要测量大量的实验数据，并且对于不同型号的发动机需要重新进行标定，这就造成标定过程工作量大并且耗时长的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种基于速度密度模型的发动机进气流量在线标定方法，只需要使发动机在全工况下运行，便可以实现对于不同型号发动机进气流量的在线快速自动标定。通过传感器采集节气门处空气流量信号、进气压力信号、进气温度信号和发动机转速信号，根据速度密度模型，利用时变参数辨识方法辨识出模型时变参数，再利用Map学习算法自动生成参数Map图，最后可通过插值法查询当前工况模型参数，并将进气压力、转速、温度一并代入模型中，便可以计算出进气流量。

本发明的技术方案为：

一种基于速度密度模型的发动机进气流量在线标定方法，包括以下步骤：

步骤一、模型参数在线辨识及标定：

1.1)通过传感器采集节气门处空气流量信号、进气压力信号、进气温度信号和发动机转速信号，建立简化的速度密度模型，利用时变参数辨识方法辨识出速度密度模型时变参数；

1.2)根据发动机转速传感器和进气压力传感器测量的信号以及所述步骤1.1)辨识出的模型时变参数估计值，通过Map学习算法计算出参数Map图各个坐标所对应的数值，实现参数Map图在线自标定；

步骤二、进气流量计算：在参数Map图标定完成的基础上，通过双线性插值法计算出发动机当前工况所对应的速度密度模型参数，将此时的速度密度模型参数以及发动机转速、进气压力和进气温度代入到简化的速度密度模型中，可以计算出发动机气缸的进气流量。

所述步骤1.1)利用时变参数辨识方法辨识出速度密度模型时变参数具体包括：

化简后的速度密度模型为：

w＝Bn(aP-b)

其中，将上式写成向量相乘的形式为：

Vs为发动机排量，n为发动机转速，P为进气压力，R为理想气体常数，T为进气温度；

对于如上形式的系统

其参数辨识算法采用梯度算法：

其中待辨识参数向量系统实际输出量y通过流量传感器在稳态工况下测得，为参数估计值，K为辨识算法增益矩阵，可表示为如下形式：