автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Синтез управления двигателем внутреннего сгорания на основе экспериментальных данных

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

Специальность: 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами в машиностроении

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

Чиркин Сергей Юрьевич

Москва-2010 г.

004604536

Работа выполнена в Московском государственном индустриальном университете (ГОУ МГИУ)

Научный руководитель: кандидат технических наук

Палагута Константин Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Гирявец Александр Константинович кандидат технических наук Савостин Пётр Иванович

Ведущая организация: ОАО "Заволжский моторный завод"

Защита состоится 17 июня 2010 г. в часов на заседании диссертационного Совета Д.212.129.03 при ГОУ ВПО «Московский государственный индустриальный университет» по адресу: 115280, Москва, ул. Автозаводская, д. 16, ауд. 1605.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский государственный индустриальный университет».

Автореферат разослан Щ мая 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.129.03,

кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время возрастают технико-экономические и экологические требования к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и особенно к системам их управления. Несмотря на известные достижения в двигателестроении, до сих пор нет модели ДВС как объекта управления, а также модели системы управления (СУ) ДВС, основным элементом которой является двигатель. Существует ряд математических моделей, которые описывают физические и химические процессы, происходящие в двигателе, но для совершенствования такого процесса, как управление двигателем, требуется математическая модель, адекватно отражающая его динамические свойства. В современной литературе существует ограниченное количество работ, рассматривающих ДВС с точки зрения теории управления. Также, известные математические модели двигателя содержат параметрические и структурные неопределенности и не всегда адекватно отображают процессы, происходящие в двигателе.

Двигатель внутреннего сгорания как объект управления является нелинейной нестационарной стохастической системой. Он функционирует в различных режимах и подвергается постоянному воздействию внешних возмущений, изменяющихся во времени произвольным образом.

Все современные ДВС работают под управлением электронных систем управления двигателем (ЭСУД), в основе которых лежат микропроцессорные системы управления (МПСУ). Управляющие воздействия в данном случае рассчитываются на основе трехмерных таблиц, записанных в ПЗУ системы. Эти таблицы формируются экспериментальным путем на этапе калибровки двигателей. Такой способ управления объясняется высокой сложностью ДВС как объекта управления. Отмеченные выше сложности делают использование трехмерных управляющих таблиц оправданным и наименее ресурсоемким с точки зрения вычислительной мощности блоков управления и сложности алгоритмов. Однако в таком случае управляющие воздействия не являются оптимальными ввиду, во-первых, разброса технологических параметров при изготовлении конкретного двигателя, во-вторых, поскольку управляющее воздействие рассчитывается посредством аппроксимации табличных значений. При этом определяющими факторами выступают как разрядность самой таблицы, так и производительность микропроцессора, используемого в ЭСУД.

Принимая во внимание значимость ДВС для современного общества, ужесточение экологических норм, проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов, а также проблемы безопасности автотранспорта, связанные с отказоустойчивостью ДВС и особенно систем их управления, можно сказать, что задача эффективного управления этим объектом является актуальной и представляет интерес, как с теоретической, так и с практической точек зрения.

Цель работы

Целью работы является разработка методики синтеза управления двигателем внутреннего сгорания по экспериментально определенной модели.

Задачи работы

1. Анализ принципов построения и функционирования современных систем управления ДВС, а также возможностей нечеткой логики и нейросетей для синтеза управления ДВС.

2. Разработка математической модели ДВС с применением алгоритмов нечеткой логики и нейронных сетей.

3. Экспериментальное подтверждение работоспособности разработанной модели.

4. Разработка аппратно-программного комплекса, реализующего функции системы управления двигателем внутреннего сгорания

Объект исследования - бензиновый двигатель, оснащенный электронной системой управления.

Предмет исследования - управление бензиновым двигателем внутреннего сгорания.

Методы исследований. Результаты диссертационной работы получены на основе использования научных положений теории автоматического управления, теории нечеткой логики, нейронных сетей, математической статистики, теории оценивания, численных методов.

Научная новизна:

• Разработана методика сбора и обработки экспериментальной информации и подготовки наборов данных для обучения нейро-нечетких сетей и работы с моделью ДВС.

• Разработана модель ДВС как объекта управления на основе экспериментальных данных.

• Разработана инженерная методика создания модели ДВС как объекта управления на основе экспериментальных данных.

• Разработана методика синтеза программного управления ДВС на основе экспериментальной модели.

Практическая ценность:

• Разработана универсальная программная модель системы управления ДВС. Модель использует экспериментально полученные данные и не требует использования заводских технических и технологических параметров и характеристик ДВС и устройства управления. Модель позволяет проводить оценку алгоритмов управления ДВС путем отслеживания и записи управляющих воздействий и откликов объекта управления, что снимает необходимость проведения ресурсоемких стендовых испытаний.

• Сформулированы требования и определен подход к проектированию универсального электронного блока управления двигателем, реализующего концепцию непрерывного управления. Проведен выбор микроконтроллера и минимального состава элементов ЭБУ. Разработаны принципиальная электрическая схема и макет печатной платы. Логика работы системы реализует концепции, заложенные в описанной выше модели, и согласуется с ней, что позволяет реализовать функционал единого аппаратно-программного комплекса.

• Спроектирован программатор с системным программным обеспечением, что позволяет вести работы с ЭБУ в специальных отладочных режимах, а также формировать микропрограммы системы управления на основе данных моделирования.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены:

- на заседаниях аттестационной комиссии при ежегодной аттестации аспирантов кафедры «Автоматика, информатика и системы управления» ГОУ МГИУ;

- на IV всероссийской научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB», г. Астрахань - 2009 г.

- на конференции молодых ученых на кафедре «Автомобили и двигатели» МГИУ, г. Москва - 2009 г.

- на научно-практической конференции «Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий», г. Сочи - 2009 г.

- на VIII Международной научно-практической конференции «Молодые ученые - промышленности, науке и профессиональному образованию: проблемы и новые решения», г. Москва - 2009 г.

- на семинаре в НПП ЭЛКАР

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 печатных работах, из них две в журналах из списка, рекомендованного ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 139 страницах, содержит список литературы из 83 наименований, 2 приложения. Работа содержит 47 рисунков и 5 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, определены цели исследования, поставлены задачи, приведена структура диссертации.

В первой главе рассмотрены особенности управления двигателями внутреннего сгорания. Выделены общие и специальные задачи, возникающие при разработке систем управления ДВС. Проведены анализ и классификация методов управления ДВС. Рассмотрены особенности микропроцессорных систем управления ДВС. Выявлены актуальные проблемы управления ДВС.

Во второй главе приводится описание математических моделей, характеризующих процессы, происходящие в двигателях внутреннего сгорания. Рассмотрены химические реакции, происходящие при сгорании топлива, а также теплота сгорания топливовоздушных смесей. Дано метаматематическое описание следующих процессов: впуска и газообмена, сжатия, сгорания, расширения, выпуска. Рассмотрена кинематика кривошипно-шатунного механизма. Анализ моделей позволяет сделать следующие выводы:

1. Модели ориентированы на решение какой-либо конкретной задачи и поэтому более подробно описывают отдельный элемент, узел, либо физический или химический процесс, происходящий в системе, не уделяя должного внимания динамике работы всего двигателя в целом. Это приводит к невозможности

применения модели для решения задачи управления инжекторным двигателем как единой системой.

2. В процессе разработки моделей не получили адекватного описания некоторые процессы, происходящие в двигателе и существенно влияющие на динамику его работу. К этим процессам можно отнести процесс формирования вращающего момента и процесс осаждения топлива на стенках впускного коллектора.

3. Современный инжекторный двигатель представляет собой сложный динамический объект, функционирующий в различных режимах, существенно влияющих на характеристики его работы. Большинство изученных моделей не учитывают многорежимность работы двигателя. Это негативным образом ска-, зывается на качестве работы алгоритмов управления, синтезированных на основе данных моделей.

Третья глава посвящена синтезу управления двигателем внутреннего сгорания на основе экспериментальных данных. Для решения задачи синтеза новых алгоритмов управления потребовалась модель СУ ДВС и модель ДВС, как объекта управления, входящего в эту систему. При этом модель ДВС должна адекватно представлять объект как единую целостную систему, учитывая динамику ее работы.

По своим динамическим характеристикам ДВС является нелинейным нестационарным стохастическим объектом, имеет ряд неопределенных параметров и не допускает линеаризации, что исключает возможность использования классической теории дифференциальных уравнений. Анализ объекта управления позволил сделать предположение о возможности применения нечеткой логики в качестве инструмента построения моделей СУ ДВС. Это связано с тем, что аппарат нечеткой логики позволяет повысить эффективность управления там, где применение классической линейной теории невозможно.

Необходимо отметить, что алгоритмы нечеткой логики давно используются в различных системах управления автомобилей и в системах управления ДВС в частности. Это, например, корректирующий блок на основе алгоритмов нечеткой логики, входящий в состав блока управления фирмы "Дженерал Моторс" (пат. № 5682868, США). Также ярким примером может служить адаптивная система смесеобразования фирмы "Тойота" (пат. № 7110702, Япония).

С учетом специфики работы ДВС, а также необходимости учета множества технических и технологических параметров каждого конкретного двигателя, использование классических нечетких алгоритмов типа Мамдани оказалось невозможным ввиду отсутствия методологии, позволяющей получать адекватное представление параметров в функциях принадлежности. Этим обусловлен переход на использование нечетких алгоритмов типа Сугено и нейронных сетей.

Первоначально была поставлена задача синтеза управления двигателем на холостом ходу. В качестве экспериментального образца был взят двигатель ВАЗ 2123 с электронным блоком управления BOSCH 7.9.7+. Экспериментальные данные собирались при помощи аппаратно-программного комплекса SMS Diagnostics по протоколу k-line (рис. 1).

» oat fan ¿ли atiibid o^iw

i/CN-г»? Ha&ol

Рис. 1 Рабочее окно программы SMS Diagnostics

Система управления ДВС на основе нечеткой логики для режима холостого хода использует четыре входных переменных, включая сигнал обратной связи, и выдает три управляющих воздействия, при этом обратная связь с объектом управления (ДВС) осуществляется по информации с датчика положения коленчатого вала двигателя (рис. 2).

Рис. 2. Логическая структура системы управления ДВС на основе нечеткой логики для режима холостого хода:

Условные обозначения:

1 - Температура охлаждающей жидкости

2 - Массовый расход воздуха

3 - Напряжение аккумуляторной батареи

4 - Сигнал датчика положения коленчатого вала

УОЗ - Угол опережения зажигания

Формирование функций принадлежности входных сигналов проводилось методом нечеткой кластеризации массива экспериментально полученных данных. Для решения задачи нечеткой кластеризации использовался специализированный пакет Anfis из Fuzzy Logic Toolbox среды MATLAB. Ввиду удачного использования свойств обучения гибридных сетей, было принято решение провести эксперимент по реализации системы управления на основе классических нейронных се-

тей. Конкретная модель системы управления была получена на основе нейронной сети типа «многослойный перцептрон» с 20 нейронами в скрытом слое.

Можно сопоставить результаты моделирования с использованием гибридных сетей Сугено и нейронной сети типа «многослойный перцептрон», сравнив выходные значения моделей с данными реальной СУ ДВС, например, по характеру изменения угла опережения зажигания (рис. 3).

Рис. 3. Процесс регулирования угла опережения зажигания реальной системы

Из графиков на рис. 4 можно сделать вывод о том, что остатки (разница значений для модели и данных реальной СУ ДВС) распределены по нормальному закону. Для модели на основе гибридной сети Сугено (рис. 4, а) среднее значение остатков равно -0,3. При этом среднее отклонение составило 1,1, что менее 15% от среднего значения данного управляющего воздействия. Для модели на основе нейронной сети типа «многослойный перцептрон» (рис. 4, б) среднее значение остатков равно 0,1, а среднее отклонение при этом составляет 1,4, что менее 19% от среднего значения данного управляющего воздействия. Общая оценка результатов моделирования представлена в табл. 1.

Ошибка по углу опережения зажигания (°) ! 1 , 1 . ............................... ..........■ t Ошибка по углу 1 ^опережения за- i ажигания (°) В

Время (с) 1L~ 4 1É шёи ^¡р^

Рис. 4. График ошибки регулирования УОЗ для модели на основе гибридной сети типа Сугено (а) и модели на основе нейронной сети типа «многослойный перцептрон» (б)

Таблица 1

Общая оценка результатов моделирования_

Среднее значение ошибки Среднее отклонение ошибки

№ п/ п Управляющее воздействие Гибрид, сеть Нейрон, сеть Гибрид. сеть (% от ср. знач. перемен.) Нейрон. сеть (% от ср. знач. перемен.)

1 Угол опережения зажигания -0,3 0,1 1,1(<15%) 1,4(<19%)

2 Время впрыска -0,00048 0,039 0,175 (<3%) 0,187(<4%)

3 Положение регулятора холостого хода -0,12 0,032 2,53(<4%) 1,07(<2%)

Полученные результаты моделирования показывают адекватность обеих реализованных моделей реальной системе управления двигателя ВАЗ 2123 на базе контроллера BOSCH 7.9.7+. Таким образом, применение данных подходов при моделировании работы СУ ДВС является оправданным.

Дальнейшая работа велась с использованием нечетких алгоритмов типа Сугено. Отказ от использования классических нейронных сетей обоснован следующими факторами:

1) Программное обеспечение, с использованием которого создавалась модель (MATLAB, Simulink), в настоящее время не поддерживает работу блока выходного каскада нейронных сетей в режиме реального времени. Это делает невозможным создание real-time модели.

2) Работа изначально предполагала аппаратную реализацию системы управления. Ряд микропроцессоров в настоящее время позволяет работать с нечеткими алгоритмами на аппаратном уровне, что существенно снижает требования к вычислительной мощности. Соответственно, работа с нейронными сетями повышает требования в вычислительной мощности, а также усложняет как системное, так и прикладное программное обеспечение. Более подробно этот вопрос рассмотрен в главе, посвященной аппаратной реализации.

Для синтеза программной модели системы управления потребовалась реализация модели ДВС как объекта управления. В данном случае, как и в случае с системой управления, модель создавалась на основе экспериментально полученных данных. Однако если описанная выше модель для режима холостого хода создавалась для автомобильного блока управления BOSCH 7.9.7+ и, соответственно, автомобильного двигателя ВАЗ 2123, то далее работа была продолжена с использованием двигателя мотоцикла КТМ 250 SX-F. Переход от автомобильного двигателя к мотоциклетному обусловлен следующими факторами:

1. Максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя мотоцикла может в несколько раз превышать максимальную частоту для автомо-

бильного двигателя, что накладывает дополнительные требования на разработку системы управления.

2. Требования по точности управляющих воздействий для систем управления мотоциклетными двигателями либо соответствуют требованиям автомобильных двигателей, либо превышают их.

Таким образом, при синтезе управления учитываются максимальные предъявляемые на сегодняшний день требования.

Для сбора и обработки данных была разработана методика, которая учитывает возможность получения данных как посредством диагностического прокола к-Нпе, так и с помощью осциллографа, подключаемого непосредственно к датчикам и исполнительным механизмам. Методика определяет два способа сбора и соответствующей подготовки данных: параллельный и раздельный.

При параллельном сборе данных как с датчиков и исполнительных механизмов системы управления, так и с нагрузочного стенда нет необходимости фиксировать какой-либо параметр управления. В процессе проведения эксперимента необходимо и достаточно произвольно изменять основной управляющий параметр (в данном случае - это угол открытия дроссельной заслонки), следя за тем, чтобы система отработала все возможные режимы. Желательно повторять полный цикл режимов несколько раз с различной динамикой изменения управляющего параметра. Это позволяет повысить точность при синтезе программной модели.

В случае с раздельным сбором данных с системы управления и со стенда накладывается условие равной нагрузки для обоих экспериментов. Также возникает трудность с обобщением полученных данных, поскольку они рассогласованы. Простейший способ решения данной задачи - фиксирование величины управляющего воздействия и проведение набора экспериментов с определенным шагом фиксации.

В случае с блоком управления процесс подготовки данных предельно прост:

1. Происходит выборка данных, необходимых для обучения модели.

2. Выбранные данные структурируются в набор массивов. В каждом массиве первые столбцы несут информацию с датчиков, а последний характеризует управляющее воздействие системы управления.

3. Используя инструмент АпГ« из пакета МАТЬАВ проводится обучение нейро-нечетких сетей с заданными параметрами.

В случае с раздельной подготовкой данных требуется дополнительная проверка массива полученных данных. Здесь может возникнуть ситуация, когда нескольким разным совокупностям управляющих воздействий соответствует одна выходная величина. В первую очередь это может быть обусловлено величиной шага изменения степени открытия дроссельной заслонки. В данном случае можно прибегнуть к линейной интерполяции с использованием промежуточных величин в том случае, если в массиве - это соседние значения, либо можно изменить одно из значений на незначительную величину Д, которая внесет некоторую погрешность, однако позволит сохранить адекватность системы. Погрешность минимизируется с уменьшением А, однако эту величину следует

учитывать при обучении системы с помощью метода нечеткой кластеризации, определяя границы принадлежности значений к кластерам.

Конкретная модель была реализована для двигателя мотоцикла КТМ 250 8Х-Р. Для разработки модели была проведена серия экспериментов на нагрузочном стенде, в ходе которых снимались и записывались массивы данных, характеризующие поведение системы управления и ответные реакции объекта управления. Обратная связь, как отмечено выше, осуществлялась посредством сигналов с датчика положения коленчатого вала двигателя. Также был собран массив данных, характеризующий изменение мощности, выдаваемой двигателем в процессе работы.

Моделирование проводилось с использованием пакета МАТЬАВ ЗшиПпк. Модель объекта управления (ДВС) состоит из нескольких подсистем (рис. 5).

th If*- 5!п*ЛЛ1сп Т-ЦЩ.Л 1oû)î вф

DitSBS; .'.'f'BIvi-i :: : ► .Г" ,|>55 З'ЯйВ*!- »BS*

Рис. 5 Структура модели ДВС как объекта управления

Для удобства восприятия условные обозначения сигналов с расшифровками сведены в таблицу 2.

Таблица 2

__Входные и выходные сигналы модели

№ п/п Тип сигнала Сигнал датчика Переменная модели

1 Вход Сигнал датчика положения дроссельной заслонки (%) Throttle

2 Вход Угол опережения зажигания (°) Angle

3 Вход Время впрыска (мс) Inject

4 Выход Частота вращения коленчатого вала (об/мин) Freq

5 Выход Мощность на валу (л.с.) Power

Модель включает в себя следующие подсистемы:

• "Freq out" - расчет частоты вращения коленчатого вала двигателя по управляющим воздействиям;

• "mode" - определение режима работы двигателя, учет динамики и инерционности;

• "Boundary system" - система ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала;

• "Delay" - моделирование переменной задержки сигнала обратной связи с датчика положения коленчатого вала двигателя

• "Power" - расчет мощности на валу двигателя

Оценка адекватности модели реальной системе проводилась с помощью методов математической статистики. Результаты сравнения с реальной системой приведены в таблице 3. Графики ошибки для частоты вращения коленчатого вала и мощности на валу представлены на рис. 6 и 7 соответственно, где по осям абсцисс отложено время в мин., а по осям ординат величины ошибок, измеряемы в об/мин и л.с.

Таблица 3

№ п/п Выходная переменная Среднее значение ошибки Среднее отклонение ошибки (% от ср. знач. перемен.) Дисперсия (% от ср. знач. перемен.) Коэффициент корреляции Пирсона

1 Частота вращения коленчатого вала 0,68 17,4(<0,21%) 1336,663 (-16%) 0,05211

2 Мощность на валу 4,4-Ю"7 0,59 (-1.5%) 0,54 (~1,3%) 0,076.

Рис. 6 График ошибки для выходной переменной, характеризующей частоту вращения коленчатого вала двигателя

Время (с)

Рис. 7 График ошибки для выходной переменной, характеризующей изменение мощности, выдаваемой двигателем

Четвертая глава посвящена аппаратной реализации системы управления двигателем внутреннего сгорания. Проведен анализ существующих компонентов, выполнен выбор микроконтроллеров для электронного блока управления и программатора. Разработаны принципиальные электрические схемы (рис. 8,9) и макеты печатных плат электронного блока управления и программатора.

г—I !

ггг4*м ¡г жШЙЁЁЙг

¡и -

ЩрЩ^5

-. - ^

4К

ТУ-"? ^

Щ

Рис. 8 Электрическая схема электронного блока управления

üss ft7 f\yx ,

' -' Tl ......

I-

T-

¿¡«и I "*'

к , VOi

1.

Pwc. 9 Электрическая схема программатора для электронного блока управления

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

Основные результаты:

Проведен анализ принципов построения и функционирования современных систем двигателями внутреннего сгорания. Выявлены недостатки в точности управления вследствие аппроксимации управляющих воздействий по таблицам. Определены возможные варианты улучшения качества управления за счет реализации непрерывного управления с помощью нейро-нечетких алгоритмов.

Разработана методика сбора и подготовки данных, необходимых для синтеза управления ДВС, а также для разработки программной модели ДВС как объекта управления.

Разработана методика синтеза управления двигателем внутреннего сгорания на основе экспериментальных данных.

Разработана инженерная методика создания модели ДВС как объекта управления на основе экспериментальных данных;

Разработаны две программные модели системы управления двигателем внутреннего сгорания в режиме холостого хода на основе реального блока управления BOSCH 7.9.7 + для двигателя ВАЗ 2123. На основе результатов моделирования и данных, полученных экспериментальным путем с реальной системы, проведена оценка адекватности моделей реальной системе. Проведен сравнительный анализ моделей, сделаны выводы о целесообразности дальнейшего развития подхода с использованием нечетких алгоритмов типа Сугено.

Разработана программная модель двигателя внутреннего сгорания как объекта управления на основе экспериментальных данных. Модель по-

2.

3.

4.

5.

6.

зволяет представить ДВС как единую динамическую систему, предоставляя возможность оценки изменения алгоритмов управления без проведения испытаний на реальном двигателе.

7. Обобщенным результатом работы стала программная система управления двигателем внутреннего сгорания, реализованная в пакете MATLAB Simulink. Система может быть адаптирована под любой тип двигателя внутреннего сгорания с электронной системой управления. Система является мультирежимной, что позволяет ей адекватно отражать работу системы управления и отклики объекта во всех режимах работы, при условии наличия соответствующих экспериментальных данных.

8. Сформулированы требования и определен подход к проектированию универсального электронного блока управления двигателем, реализующего концепцию непрерывного управления. Проведен выбор микроконтроллера и минимального состава элементов ЭБУ. Разработаны принципиальная электрическая схема и макет печатной платы.

9. Спроектирован программатор для универсального электронного блока управления двигателем внутреннего сгорания. Программатор позволяет загружать в ЭБУ необходимое программное обеспечение и дает возможность работать в специальных отладочных режимах. Разработаны принципиальная электрическая схема, макет печатной платы и системное программное обеспечение.

Список печатных работ, опубликованных по теме диссертационной работы:

1. Палагута К.А., Чиркин С.Ю, Разработка диспетчера режимов двигателя внутреннего сгорания на основе нечеткой логики. // Известия МГИУ, 2009. №1. с. 8-12.

2. Палагута К.А., Чиркин С.Ю., Кузнецов A.B. Синтез системы управления двигателем внутреннего сгорания с использованием гибридных и нейронных сетей // Машиностроение и инженерное образование. 2009. №4. с. 42-49.

3. Чиркин С.Ю., Палагута К.А., Кузнецов A.B. Разработка модели ДВС для режима холостого хода с использованием среды MATLAB // Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB: материалы IV Всероссийской научной конференции (г, Астрахань, 4-8 мая 2009 г.) / сост. И.С. Пономарева. Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 209. - 719 с. с.387-398.

4. Чиркин С.Ю., Палагута К.А. Использование алгоритмов нечеткой логики и нейронных сетей в моделировании двигателей внутреннего сгорания // Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий: Материалы научно-практической конференции / Под ред. В.Г. Домра-чева, С.У. Увайсова; Отв. за вып. И.А. Иванов, Я.Л. Масленникова, Р.И. Увайсов, О.П. Хацкевич. М.:МИЭМ, 2009,460 с. с. 149-152.

5. Чиркин С.Ю., Палагута К.А. Разработка модели нагрузочного стенда на основе нейронной сети / Проектирование колесных машин и двигателей внутреннего сгорания: Доклады на конференции. М.: МГИУ, 2009. - 108 с. с. 99-104

6. A.B. Плотников, С.Ю. Чиркин Отладочный комплекс микроконтроллеров 68НС12/912 семейства фирмы Motorola // Молодые ученые - промышленности, науке и профессиональному образованию: проблемы и новые решения: Сборник научных докладов VIII Международной научно-практической конференции. М.: МГИУ., 2009. - 857 с. 307 - 310.

7. Чиркин С.Ю. Моделирование двигателя внутреннего сгорания как объекта управления на основе экспериментальных данных // Естественные и технические науки. 2010. №2. с. 406410.

Введение.

Глава 1. Особенности управления двигателями внутреннего сгорания.

1.1 Инжекторный двигатель как объект управления.

1.2. Методы автоматического управления двигателями внутреннего сгорания

1.2.1 Краткий исторический обзор.

1.2.2 Классификация методов построения систем управления ДВС.

1.3 Особенности микропроцессорных систем управления двигателями внутреннего сгорания.

1.4. Актуальные проблемы управления ДВС.

1.5 Выводы.

Глава 2. Математическое моделирование ДВС.

2.1 Рабочее тело и его свойства.

2.1.1 Химические реакции при сгорании топлива.

2.1.2 Теплота сгорания топлива и топливовоздушных смесей.

2.2 Процесс впуска и газообмена.

2.2.1 Давление и температура окружающей среды.

2.2.2 Давление остаточных газов.

2.2.3 Температура остаточных газов.

2.2.4 Температура подогрева свежего заряда.

2.2.5 Давление в конце впуска.

2.2.6 Коэффициент остаточных газов.

2.2.7 Температура в конце впуска.

2.2.8 Коэффициент наполнения.

2.3 Процесс сжатия.

2.4 Процесс сгорания.

2.5 Процесс расширения.

2.6 Процесс выпуска.

2.7 Кинематика кривошипно-шатунного механизма.

2.8 Выводы.

Глава 3. Синтез программной модели системы управления двигателем внутреннего сгорания.

3.1 Синтез управления двигателем внутреннего сгорания в режиме холостого хода.

3.1.1 Модель на базе нечетких алгоритмов Сугено.

3.1.2 Модель на основе нейронных сетей.

3.1.3 Оценка адекватности моделей реальной системе.

3.2. Реализация модели двигателя внутреннего сгорания как объекта управления.

3.2.1 Методика сбора и подготовки данных.

3.2.2 Моделирование двигателя внутреннего сгорания как объекта управления на основе экспериментальных данных.

3.2.3 Оценка адекватности модели реальной системе.

3.3 Выводы.

Глава 4. Аппаратная реализация системы управления двигателем внутреннего сгорания.

4.1 Разработка (проектирование) электронного блока управления.

4.1.1 Выбор микроконтроллера для электронного блока управления.

4.1.1.1 Структура и функционирование микроконтроллера.

4.1.1.2 Способы адресации и система команд.

4.1.1.3 Служебные и периферийные модули.

4.1.1.4 Методы программирования микроконтроллера.

4.1.2 Принципиальная схема и макет печатной платы.

4.2 Разработка (проектирование) программатора электронного блока управления.

4.2.1 Выбор микроконтроллера для программатора ЭБУ.

4.2.1.1 Структурная схема АТ89С5131.

4.2.1.2 Состав и характеристики микроконтроллера.

4.2.2 Принципиальная схема и макет печатной платы.

4.3 Выводы.

В настоящее время возрастают технико-экономические и экологические требования к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и особенно к системам их управления [34]. Несмотря на известные достижения в двигателестроении, до сих пор нет модели ДВС как объекта управления, а также модели системы управления (СУ) ДВС, основным элементом которой является двигатель. Существует ряд математических моделей, которые описывают физические и химические процессы, происходящие в двигателе, но для совершенствования такого процесса, как управление двигателем, требуется математическая модель, адекватно отражающая его динамические свойства. В современной литературе существует ограниченное количество работ, рассматривающих ДВС с точки зрения теории управления [2]. Также, известные математические модели двигателя содержат параметрические и структурные неопределенности и не всегда адекватно отображают процессы, происходящие в двигателе [5].

Двигатель внутреннего сгорания как объект управления является нелинейной нестационарной стохастической системой. Он функционирует в различных режимах и подвергается постоянному воздействию внешних возмущений, изменяющихся во времени произвольным образом.

Все современные ДВС работают под управлением электронных систем управления двигателем (ЭСУД), в основе которых лежат микропроцессорные системы управления (МПСУ). Управляющие воздействия в данном случае рассчитываются на основе трехмерных таблиц, записанных в ПЗУ системы. Эти таблицы формируются экспериментальным путем на этапе калибровки двигателей. Такой способ управления объясняется высокой сложностью ДВС как объекта управления. Отмеченные выше сложности делают использование трехмерных управляющих таблиц оправданным и наименее ресурсоемким с точки зрения вычислительной мощности блоков управления и сложности алгоритмов. Однако в таком случае управляющие воздействия не являются оптимальными ввиду, во-первых, разброса технологических параметров при изготовлении конкретного двигателя, во-вторых, поскольку управляющее воздействие рассчитывается посредством аппроксимации табличных значений. При этом определяющими факторами выступают как разрядность самой таблицы, так и производительность микропроцессора, используемого в ЭСУД.

Принимая во внимание роль ДВС в жизни современного общества, ужесточение экологических норм и проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов, можно сказать, что задача эффективного управления этим объектом является актуальной и представляет интерес, как с теоретической, так и с практической точек зрения. Цель работы

Целью работы является разработка методики синтеза управления двигателем внутреннего сгорания по экспериментально определенной модели. Задачи работы

1. Анализ принципов построения и функционирования современных систем управления ДВС, а также возможностей нечеткой логики и нейросетей для синтеза управления ДВС.

2. Разработка математической модели ДВС с применением алгоритмов нечеткой логики и нейронных сетей.

3. Экспериментальное подтверждение работоспособности разработанной модели.

4. Разработка аппратно-программного комплекса, реализующего функции системы управления двигателем внутреннего сгорания

Объект исследования - — бензиновый двигатель, оснащенный электронной системой управления.

Предмет исследования — управление бензиновым двигателем внутреннего сгорания. Методы исследований. Результаты диссертационной работы получены на основе использования научных положений теории автоматического управления, теории нечеткой логики, нейронных сетей, математической статистики, теории оценивания, численных методов.

Научная новизна:

Разработана методика сбора и обработки экспериментальной информации и подготовки наборов данных для обучения нейро-нечетких сетей и работы с моделью ДВС.

Разработана модель ДВС как объекта управления на основе экспериментальных данных.

Разработана инженерная методика создания модели ДВС как объекта управления на основе экспериментальных данных.

Разработана методика синтеза программного управления ДВС на основе экспериментальной модели. Практическая ценность:

Разработана универсальная программная модель системы управления ДВС. Модель использует экспериментально полученные данные и не требует использования заводских технических и технологических параметров и характеристик ДВС и устройства управления. Модель позволяет проводить оценку алгоритмов управления ДВС путем отслеживания и записи управляющих воздействий и откликов объекта управления, что снимает необходимость проведения ресурсоемких стендовых испытаний.

Сформулированы требования и определен подход к проектированию универсального электронного блока управления двигателем, реализующего концепцию непрерывного управления. Проведен выбор микроконтроллера и минимального состава элементов ЭБУ. Разработаны принципиальная электрическая схема и макет печатной платы. Логика работы системы реализует концепции, заложенные в описанной выше модели, и согласуется с ней, что позволяет реализовать функционал единого аппаратно-программного комплекса.

Спроектирован программатор с системным программным обеспечением, что позволяет вести работы с ЭБУ в специальных отладочных режимах, а также формировать микропрограммы системы управления на основе данных моделирования.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты работы приняты к использованию в учебном процессе на кафедре «Автоматика, информатика и системы управления» при проведении учебных занятий в курсе «Микропроцессорные системы управления транспортных средств» для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств в машиностроении». Методика сбора и подготовки данных и методика создания модели двигателя внутреннего сгорания на основе экспериментальных данных приняты для использования открытым акционерным московским обществом "Завод имени И.А. Лихачева".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены:

- на заседаниях аттестационной комиссии при ежегодной аттестации аспирантов кафедры «Автоматика, информатика и системы управления» ГОУ МГИУ;

- на IV всероссийской научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB», г. Астрахань - 2009 г.

- на конференции молодых ученых на кафедре «Автомобили и двигатели» МГИУ, г. Москва - 2009 г.

- на научно-практической конференции «Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий», г. Сочи — 2009 г.

- на VIII Международной научно-практической конференции «Молодые ученые — промышленности, науке и профессиональному образованию: проблемы и новые решения», г. Москва — 2009 г.

- на семинаре в НЛП ЭЛКАР

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 5 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 139 страницах, содержит

4.3 Выводы

1. Сформулированы требованию к микроконтроллеру электронного блока управления (ЭБУ) двигателем. Проведен анализ рынка, сделан выбор в пользу семейства микроконтроллеров 68HCS12, производства фирмы Motorola.

2. Выполнено проектирование электрической схемы и макета печатной платы электронного блока управления.

3. Обоснована необходимость проектирования программатора для загрузки данных в электронный блок управления. Определены требования к микроконтроллеру программатора ЭБУ, выбран микроконтроллер Atmel АТ89С5131.

4. Выполнено проектирование электрической схемы и макета печатной платы программатора ЭБУ.

Заключение

1. Проведен анализ принципов построения и функционирования современных систем двигателями внутреннего сгорания. Выявлены недостатки в точности управления вследствие аппроксимации управляющих воздействий по таблицам. Определены возможные варианты улучшения качества управления.

2. Разработана методика сбора и подготовки данных, необходимых для синтеза управления ДВС, а также программной модели ДВС как объекта управления. Методика определяет технические средства и порядок сбора данных, учитывает возможные сложности сбора данных, связанные со спецификой работы определенных датчиков и исполнительных механизмов системы управления. Подготовлен словесный алгоритм, описывающий проведение экспериментов, сбор и последующую обработку данных.

3. Разработана методика синтеза управления двигателем внутреннего сгорания на основе экспериментальных данных.

4. Разработана инженерная методика создания модели ДВС как объекта управления на основе экспериментальных данных;

5. Разработаны две программные модели системы управления двигателем внутреннего сгорания в режиме холостого хода на основе реального блока управления BOSCH 7.9.7 + для двигателя ВАЗ 2123. Модели построены на основе экспериментальных данных, полученных с диагностической колодки блока управления с использованием аппаратно-программного комплекса SMS-Diagnostics посредством протокола k-line. На основе данных моделирования и данных, полученных экспериментальным путем с реальной системы, проведена оценка адекватности моделей реальной системе. Проведен сравнительный анализ моделей, сделаны выводы о целесообразности дальнейшего развития подхода с использованием нечетких алгоритмов типа Сугено.

6. Разработана программная модель двигателя внутреннего сгорания как объекта управления на основе экспериментальных данных. Модель позволяет представить ДВС как единую динамическую систему, предоставляя возможность оценки изменения алгоритмов управления без проведения испытаний на реальном двигателе.

7. Обобщенным результатом работы стала программная система управления двигателем внутреннего сгорания, реализованная в пакете MATLAB Simulink. Система построена на основе экспериментальных данных й может быть адаптирована под любой тип двигателя внутреннего сгорания с электронной системой управления. Система является мультирежимной, что позволяет ей адекватно отражать работу системы управления и отклики объекта во всех режимах работы, при условии наличия соответствующих экспериментальных данных. Выбор модульной структуры модели позволил реализовать восходящий подход к проектированию и обеспечить гибкость модификации в соответствии с поставленными целями. В частности, при подключении дополнительных программных модулей работы с АЦП/ЦАП существует возможность управления реальным двигателем внутреннего сгорания. Таким образом, появляется возможность создания программно-аппаратного комплекса, который позволяет проводить оценку новых алгоритмов управления на реальном двигателе, при этом, исключая необходимость привязки к конкретному аппаратному обеспечению системы управления и проприетарным программным продуктам.

8. Сформулированы требования и определен подход к проектированию универсального электронного блока управления двигателем, реализующего концепцию непрерывного управления. Проведен выбор микроконтроллера и минимального состава элементов ЭБУ. Разработаны принципиальная электрическая схема и макет печатной платы.

9. Спроектирован программатор для универсального электронного блока управления двигателем внутреннего сгорания. Программатор позволяет загружать в ЭБУ необходимое программное обеспечение и дает возможность работать в специальных отладочных режимах. Разработаны принципиальная электрическая схема, макет печатной платы и системное программное обеспечение.

1. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. — 278с.

2. Гирявец А. К. Теория управления автомобильным бензиновым двигателем. М.: Стройиздат, 1997. 173 с.

3. Гостев В. И. Синтез нечетких регуляторов систем автоматического управления. Киев: Радюаматор, 2003.

4. Губичев М. Е. Разработка адаптивной микропроцессорной системы автоматического управления двигателем внутреннего сгорания / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 1989.

5. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учеб. / В. Н. Луканин, К. А. Морозов, А. С. Хачиян и др.; Под ред. В. Н. Луканина.-2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2005 — 479 с.

6. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 2. Динамика и конструирование: Учеб. / В. Н. Луканин, И. В. Алексеев, М. Г. Шатров и др.; Под ред. В. Н. Луканина и М. Г. Шатрова.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2005 400 с.

7. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 3. Компьютерный практикум. Моделирование процессов ДВС: Учебник для вузов / В. Н. Луканин, М. Г. Шатров, Т. Ю. Кричевская и др.; Под ред. В. Н. Луканина и М. Г. Шатрова. М.: Высш. шк., 2005.

8. Демидович Р. Система зажигания легковых автомобилей / Пер. с пол. Мн.: РА «Автомобиль», 1996 112с.

9. Дмитриевский А. В., Теремякин П. Г., Тюфяков А. С. Бензиновые двигатели. М.: Машиностроение, 1986г. 216 е.: ил.

10. Ю.Долматовский Ю. А. Автомобиль за 100 лет. М.:3нание, 1986.

11. П.Дьяченко Д. Е. Интеллектуализация экспертно-диагностического процесса на основе нейро-сетевого моделирования и нечеткой логики :

12. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Воронеж, 2004. 122 с.

13. Заде JL Понятие лингвистической переменной и ее применение к принятию приближенных решений. М.: Мир, 1976. 167с.

14. И.Калиткин Н. Н. Численные методы. / Учебное пособие. М.: Наука 1978. -512с.

15. Колчин А. И., Демидов В. П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов. 4-е изд. стер. М.: Высш. шк., 2008. -496 с.:ил.

16. Конструкция автомобиля. Том IV. Электрооборудование. Системы диагностики. Учебник для вузов / С. В. Акимов, В. А. Набоких, Ю. П. Чижков; Под. общей ред. Доктора техн. наук, профессора A. JI. Карунина. М.: Горячая линия-Телеком, 2005. 480 с.

17. Кораблев Ю. А., Шестопалов М. Ю. Системы управления с нечеткой логикой. СПб., 1999.

18. Косарев С. Н., Яметов В. А., Козлов П. JI. Система управления двигателем ВАЗ-2111 (1,5л 8кл.) с распределенным впрыском топлива под нормы токсичности России. СПб.: Петер-Гранд, 2000.

19. Круглов В. В., Дли М. И., Голунов Р. Ю. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети: учеб. пособие для вузов. М.: Физико-математическая литература, 2001. 224с.

20. Крутов В.Н. Автоматическое регулирование и управление двигателями внутреннего сгорания. Учебное пособие. М.: «Машиностроение», 1989.

21. Леоненков А. В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. СПб.: БВХ-Петербург, 2005. 736 с.

22. Международного научного симпозиума «Автотракторостроение 2009». Книга 2, М.: МГТУ «МАМИ», 2009 г., 227 с.

23. Мигуш С. А. Алгоритмы адаптивного управления инжекторными двигателями внутреннего сгорания : Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб., 2005.

24. Морозов К. А. Токсичность автомобильных двигателей: Учебноепособие. МАДИ. М., 1997, 84 с.

25. Мэтыоз Джон Г., Финк Куртис Д. Численные методы. Использование MATLAB, 3-е издание / Пер сангл. М.: Издательский дом "Вильяме", 2001. 720 е.: ил.

26. Научно-аналитический отчет «Анализ технического уровня ДВС». Выпуск 32 / Под. ред. Р. И. Давтяна. М.: НИИД, 1999.

27. Никифоров В. О., Ушаков А. В. Управление в условиях неопределенности: чувствительность, адаптация, робастность. СПб., 2003.

28. Палагута К. А., Чиркин С. Ю. Разработка диспетчера режимов двигателя внутреннего сгорания на основе нечеткой логики. // Известия МГИУ. 2009. №1. с. 8-12.

29. Палагута К. А., Чиркин С. Ю., Кузнецов А. В. Синтез системы управления двигателем внутреннего сгорания с использованием гибридных и нейронных сетей // Машиностроение и инженерное образование. 2009. №4. с. 42-49.

30. Палагута К. А., Кузнецов А. В. Система диагностирования впрыскового ДВС по его скоростным характеристикам. // Автомобильная промышленность. 2007. № 4. С. 21 24.

31. Петров Б. Н., Рутковский В. Ю. Крутова И. Н. и др. Принципы построения и проектирования самонастраивающихся систем управления. М., 1972. 260 с.

32. Петров Ю. П. Вариационные методы теории оптимального управления. М.: Энергия, 1977.

33. Пинский Ф. И., Давтян Р. И., Черняк Б. Я. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания: Учебное пособие. М.: Легион-Автодата, 2004. 136 с.

34. Пинский Ф. И., Пинский Т. Ф. Адаптивные системы управления дизелей: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГОУ, 1995.

35. Покровский Г. П. Электроника в системах подачи топлива автомобильных двигателей. М.: Машиностроение, 1990.

36. Покровский Г. П., Белов Е. А., Драгомиров С. Г. и др.; Под общ. Ред. Г. П. Покровского. Электронное управление автомобильными двигателями. М.: Машиностроение, 1994. 336 с: ил.

37. Растригин Л. А. Системы экстремального управления. М.: Наука, 1974. 632 с.

38. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы: Пер. с польского И. Д. Рудинского. М.: Горячая линия — Телеком, 2004. — 452с.

39. Рутковский В. Ю., Ильясов Б. Г., Кабальнов Ю. С. и др. Адаптивные системы управления газотурбинными двигателями летательных аппаратов М.: Изд-во МАИ, 1994. - 224 с: ил.

40. Рыбаков В. К. Новые V-образные двигатели легковых автомобилей "Mercedes-Benz". Труды / МАДИ, 2002, Перспективы развития поршневых двигателей в XXI веке. с. 112-123.

41. Рынкевич С. А. Адаптивные системы управления АТС // Автомобильная промышленность. 2005. № 6. с. 36.

42. Савчук В. П. Обработка результатов измерений. Физическая лаборатория. 41: Учеб. пособие для вузов. Одесса: ОНПУ, 2002. 54 с.

43. Самарский А. А. Введение в численные методы. М.: Лань, 2005. 288с.

44. Саридис Дж. Самонастраивающиеся стохастические системы управления. М.: Наука, 1980.

45. Сигеру Омату. Нейроуправление и его приложения. Кн. 2. / Сигеру Омату, Марзуки Халид, Рубия Юсоф; Пер. с англ. Н. В. Батина; Под ред. А. А. Галушкина, В. А. Птичкина. М.: ИПРЖР, 2000. -272 с: ил.

46. Система управления двигателем ВАЗ-2111с распределенным впрыскиванием топлива под нормы токсичности ЕВРО -2. М.: Издательский Дом Третий Рим, 2000. 192 с.

47. Соколик А. С. Самовоспламенение, пламя и детонация в газах. М.: ИХФ АН СССР, 1960.-498 с.

48. Солодовников В. В., Матвеев П. С. Расчет оптимальных систем автоматического управления при наличии помех. М.: Машиностроение, 1973.

49. Солодовников В. В., Шрамко Л. С. Расчет и проектирование аналитических самонастраивающихся систем с эталонными моделями. М.: Машиностроение, 1972.

50. Теремякин П. Г., Гирявец А. К., Муравьев В. В. Оптимизация работы бензинового двигателя с впрыскиванием топлива на нетяговых режимах с применением средств электроники. // Двигателестроение, 1990, №6, с. 55-57.

51. Хрулев А. Э., Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. М.: Издательство "За рулем", 1999. 440 с, ил., табл.

52. Цыпкин Я. 3. Адаптация и обучение в автоматических системах. М.: Наука, 1968.-400 с.

53. Цыпкин Я. 3., Кельманс Г. К. Дискретные адаптивные системы управления. Сер. Итоги науки и техники: Техническая кибернетика, т. 17. М.: ВИНИТИ, 1.983. с. 3-73.

54. Чернецкий В. О., Чернецкая И. В. Анализ и синтез систем управления с нечеткой логикой: Учебное пособие. Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2002.

55. Черняк Б. Я., Васильев Г. В. Управление двигателем с помощью микропроцессорных систем: Учебное пособие. МАДИ, 1987. — 85 с.

56. Черняк Б. Я., Дубренский С. В., Апарин Г. А., Банов А. М. Опыт моделирования двигателя с искровым зажиганием, как объекта управления. Автомобильная электроника и электрооборудование: Информационный сборник. М.: НИИАЭ, 1995.- 194 с.

57. Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987. 256 с: ил.

58. Шеннон Р., Имитационное моделирование систем искусство и наука. М.: Мир, 1978, 302 с, ил.

59. Шульце К. П., Реберг К. Ю. Инженерный анализ адаптивных систем. / Пер. с нем. М.: Мир, 1992. 280 с, ил.

60. Allan J. Kotwicki, Sulgi Hong. Throttle Flow Characterization. // SAE paper 1 2000-01-0571, p. 1-13.

61. Ang К. H., Chong G., Li Y. PID control system analysis, design, and technology // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2005. Vol. 13. No. 4. P. 559-576.

62. Azzoni P., Moro D., Ponti F. Engine and load torque estimation with application to electronic throttle control. // SAE technical paper (1998) 980795.

63. Dobner J. D. A mathematical engine model for development of dynamic engine control. // SAE paper No. 800054

64. Glielmo L., Cristofaro F., Giuseppe C., Caraceni A. An algorithm for the calibration of wall-wetting model parameters. // SAE paper No. 2003-01-1054

65. Hans Mauser, Erwin Thurner Electronic Throttle Control A Dependability Case Study // Journal of Universal Computer Science, 1999 Issue 10 p. 730741.

66. Hedicks E., Chevalier A., Jensen M. Event based engine control: practical problems and solutions. // SAE paper No 950008.

67. Hendricks E., Jensen M., Chevalier A., Vesterholm T. Conventional event based engine control. // SAE paper No. 940377.

68. Hendricks E., Sorenson S. C. Mean Value Modeling of Spark Ignition Engines. // SAE paper No. 900616.

69. Lehner Vera, Melchior Gerard Method and arrangement for controlling the torque of an internal combustion engine. U.S. Patent #5,765,527, 1997.

70. Moraal P. E. Engine Controller with Adaptive Transient Air/Fuel Control Using a Switching Type Oxygen Sensor. U.S. Patent No 5,682,868. November 4, 1997.

71. Morizaki S. Fuzzy Controller and Engine Speed Controller. JP 7110702(A). 1995-04-25.

72. Russell John David, Rutkowski Brian D. Speed Control Method. U.S. Patent #6,962,139, 2005.

73. Simons M. R., Locatelli M., Onder С. H., Geering H. P. A nonlinear wall-wetting model for the complete operating region of a sequental fuel injected SI engine. // SAEpaper№> 1260, 2000, pp. 1-10.

74. StotskyA., Kolmanovsky I. Application of input estimation techniques to charge estimation and control in automotive engines. // Control Engineering Practice 10 (2002) 1371-1383.

75. Tseng Т. C, Cheng W. K. An adaptive air/fuel controller for SI Engine throttle transients. // SAE paper No. 1999-01-0552.

76. Turin R. C., Geering H. Model-based adaptive fuel control in an SI engine. // SAE paper No. 940374.

77. Turin R. C., Geering H. P. On-line identification of air-to-fuel ratio dynamics in a sequentially injected SI engine. // SAE paper No. 930857

78. Yutaka Ohashi, Wataru Fukui, Ataushi Ueda. Application of Vehicle Equipped with Ionic Current Detection System for the Engine Management System // SAE paper 970032, p. 61-67.