燃油消耗和污染物排放方面的严格限制推动了发动机新技术的广泛应用,缸内直喷(Gasoline Direct Injection,GDI)结合连续可变气门正时(CVVT)和涡轮增压已成为汽油机发展的主流。为了进一步提升TGDI发动机低速大负荷工况下的扭矩响应,可以在不增加硬件成本的基础上,通过发动机各系统综合匹配,使部分新鲜空气在气门重叠期间从进气道直接进入排气道,利用扫气来减小废气涡轮增压器的响应延迟。但是,扫气引起排气温度过高制约了扫气技术的应用,为此,必须对扫气模式下的排气空燃比和排气温度进行精确控制,因而控制策略便成为扫气技术实现的关键。本文基于前期研究构建扫气控制模型架构,完善了基于模型的扫气控制策略,并设计了配气相位、扫气反馈和缸内lambda控制策略,利用ASCET软件构建模块化和图形化的控制模型,并通过汽油机台架试验实测数据对模型进行了检验。主要研究内容如下:(1)制定配气相位控制策略,包括扫气条件判定、进气凸轮轴目标相位计算和排气凸轮轴目标相位计算。模型检验结果表明,同时满足增压条件、转速条件和负荷条件时,扫气条件成立,且加入滤波功能后,扫气模式到均质模式过渡平稳,可以防止工况突变造成发动机运行不稳定。扫气期间,进气凸轮轴相位减小,排气凸轮轴相位增大,即进气门提前开启、排气门延迟关闭,有利于扫气现象的发生。模型验证结果符合控制要求。(2)制定扫气反馈控制策略,以实现元件保护功能。根据催化器的温度要求计算出最大允许扫气量,据此计算出扫气最大气门重叠角,然后,利用扫气最大气门重叠角对目标配气相位进行修正,以确保气门重叠角小于限值。检验结果表明,随着催化器前温度的升高,最大允许扫气量和最大气门重叠角相应减小。当目标气门重叠角大于扫气最大气门重叠角时,优先减小排气凸轮轴相位,如果无法使气门重叠角减小至阈值,再增大进气凸轮轴相位使气门重叠角减小至扫气最大气门重叠角。模型验证结果满足控制策略要求。(3)计算扫气模式下缸内lambda,用于喷油控制。根据缸内lambda的大小,进行缸内加浓程度判断,确定是否需要激活扫气反馈控制。模型检验结果表明,扫气期间,缸内lambda减小,缸内混合气加浓,排气空燃比接近化学当量比。