增压小型化、缸内直喷、双VVT（variable valve timing）等技术逐渐成为汽油机技术发展的主流,可以有效提升汽油机的动力性和经济性。为了满足严格的排放法规,汽油机普遍安装了三元催化转换器,将空燃比控制在化学计量空燃比附近很窄范围内可以使三元催化转换器转换效率最高。因此,汽油机空燃比的精确控制是电控系统设计的关键。缸内进气量作为空燃比前馈控制的基础,对其准确估算尤为重要。由于VVT、EGR（exhaust gas recycle）、VGT（variable geometry turbocharger）等多种新技术应用到汽油机,汽油机空气流动变得更加复杂。传统的速度密度法计算进气量需要标定容积效率的多维map,导致标定工作量巨大,且没有可移植性。针对此,本研究基于物理方法,提出一种面向控制的增压汽油机进气模型,反映发动机进排气过程中空气流动特性,标定工作量较小,且具有可移植性。首先,以一款配备双独立VVT技术的1.5L直喷增压汽油机为研究对象,设计增压汽油机试验平台并进行台架试验,基于热力学仿真建模方法,对原机建立GTPOWER仿真模型。根据台架试验数据,对仿真模型进行全负荷和部分负荷多工况校准。其次,在平均值发动机模型的基础上,提出了一种面向控制的进气模型,包含残余废气子模型、节气门体子模型、排气系统子模型。在反映汽油机进排气过程中气流运动特性的同时,尽可能简化进气模型,并基于MATLAB/SIMULINK软件建立完整的进气模型。根据台架试验数据和GT-POWER仿真模型,对进气模型的关键参数进行标定。完成了驻留废气关键参数、进气道传热因子,涡轮膨胀比、前置催化器和主催化器压力损失等参数的标定。再次,根据GT-POWER仿真平台,在0°CA、30°CA、60°CA三个不同气门重叠角下,分别运行在1600 r/min、2800 r/min、4000 r/min、5200 r/min转速下验证对比进气模型计算的稳态进气量。结合发动机台架试验,对1200-5200 r/min转速全特性工况下,对比验证进气模型计算的进气质量流量与台架实测值。结果表明,除大负荷工况少部分点外,进气模型计算值与台架实测值均在5%误差范围内。最后,利用GT-POWER仿真平台,完成对进气模型两组瞬态加减速工况的验证。在节气门开度瞬变、发动机转速阶跃的过渡工况,进气模型计算的进气歧管压力、排气压力、排气温度均有较好的瞬态响应性。为评估进气模型计算进气量的瞬态响应性,引入状态观测器,分别将状态观测器估算的进气量、进气模型计算的进气量与GT-POWER仿真值对比。结果表明,进气模型计算的进气量过渡工况瞬态响应性较好,且稳态误差较状态观测器估算值小,均方根误差明显较小。本研究基于物理方法提出的进气模型,反映发动机换气过程中气流运动特性,以map图插值的方式减少代数方程的求解。该进气模型结构简单,标定工作量小,计算精度高,对配备VVT技术的发动机具有通用性和可移植性,可作为ECU直接使用的控制模型,并可适配于以进气歧管绝对压力（MAP）传感器、空气质量流量（MAF）传感器为主负荷传感器的发动机。在已知发动机结构参数时,仅需根据进气歧管压力、温度等测量参数可完成对缸内进气量的快速计算。表明提出的进气模型为发动机系统控制提供了一种较为可行的方法。