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连续可变凸轮相位(CVCP)技术作为发动机的关键技术之一,通过改变凸轮轴与曲轴之间的相对角度来调节配气正时,可以有效提高发动机的低速扭矩、降低油耗、优化排放、改善怠速稳定性。由于CVCP系统的效能很大程度上依赖于电控单元(ECU)中的相关控制软件,因此,在实际应用于发动机控制之前,需要对CVCP系统的控制策略和算法进行大量的测试。在基于V开发模式和基于模型的软件开发过程中,软件在环(SIL)仿真是CVCP控制软件开发和调试的重要环节,因此,基于模型的控制设计和基于模型的软件测试便成为发动机管理系统(EMS)中CVCP控制软件开发的关键内容。本文针对汽油机叶片式CVCP系统,围绕CVCP控制策略和面向控制的被控对象建模两方面开展研究。采用基于模型的方法构建了CVCP控制系统应用层软件的控制逻辑和控制算法,借助于Matlab/Simulink软件平台建立了控制策略模型和CVCP执行机构动态模型,并利用发动机试验数据进行了验证。主要研究工作如下：1)面向控制的CVCP执行机构动态建模。基于物理过程和工作机理,建立了机油控制阀(OCV)和相位器数学模型,并转化成相应的Simulink动态仿真模型,根据机油流量特性曲线确定合适的控制占空比,利用发动机台架试验数据对所建立的相位器模型进行了离线仿真验证。2)基于模型的CVCP控制策略设计。建立了相位器使能模块、凸轮相位位置预估模块和位置控制模块的Simulink模型。根据发动机运行条件与控制策略中的相关控制参数,结合发动机台架试验标定的脉谱,通过判断使能标志确定相位器的使能状态。根据发动机转速和负荷,结合发动机温度、需求扭矩和扫气补偿等修正量,计算目标相位。采用传统PID控制算法,根据目标相位与实际相位的偏差查询P、I、D的标定系数脉谱,进而计算控制占空比。3)基于发动机台架测试数据的闭环仿真验证。将控制策略与凸轮相位器模型构成闭环系统,并建立CVCP系统的GUI界面,根据实测的发动机运行条件数据和实际相位值,通过仿真从稳态特性和响应特性两方面对控制效果进行评判。