李承运 田生虎 方会咏 许 杰 孙建军 汪名月 赵福成

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引言

怠速工况定义为发动机能够维持整车正常运行时所能达到的最低发动机转速。怠速工况下，发动机不对外输出功率，其燃烧所做的全部功只用于克服发动机机械摩擦和泵气损失、补偿发动机空调和发电机等附件所消耗的功[1-2]。怠速工况是发动机生命周期中最常用的工况，是发动机最典型的一种使用工况。发动机怠速性能直接影响了发动机的燃油经济性，整车电平衡，NVH 水平，排放性能和动力性能。

现代发动机基本都集成了发动机电子控制单元（ECU，Engine Control Unit），能够精确地控制发动机的进气量，喷油量，空燃比，点火正时等影响发动机燃烧的关键参数。ECU 根据发动机的目标怠速设定值通过调节上述关键参数使实际转速尽可能趋近目标转速。目前主流的怠速控制器几乎都采用传统的基于偏差反馈控制的PID 控制器，能够达到比较理想的效果。其它控制方式如朱少敏等提出过基于神经网络算法实现发动机精确的怠速控制，发动机怠速转速控制精度可以达到±12 r/min 以内[3]；熊家秦等提出了基于增量式PID 算法的发动机怠速控制，显著提升了怠速控制的响应速度和稳定性[4]。

抗外力干扰能力和转速稳定性是怠速控制最关注的2 项性能指标。目前主流汽车厂家主要规定怠速转速波动的最大允许值作为主要评判指标，但是这样评估具有局限性。……