基于需求转矩的高压共轨柴油机喷油量的控制策略

发布时间：2017-10-29 07:23

  本文关键词：基于需求转矩的高压共轨柴油机喷油量的控制策略

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【摘要】：随着能源消耗和环境污染等问题日益严重,对柴油机的发展提出了更高的要求。高压共轨燃油喷射系统以灵活的喷射规律和良好的燃油雾化效果等突出特点,为控制放热规律提供了必要的条件,有助于发动机在各工况下实现的最佳动力性、经济性和排放,因此日益得到了广泛的使用。本文在充分研究国内外相关文献和课题组前期成果的基础上,基于长城2.8T高压共轨柴油机,结合国产电控硬件单元,开发配套控制软件,并在该发动机上进行控制策略的试验与验证。本文主要完成了工况识别与切换和常规工况的控制策略的开发和试验研究工作。主要工作内容和成果如下:针对柴油机的工作状态对运行工况进行划分,设定了各工况之间的进出条件和转换关系,提出了工况识别与切换的控制流程,并设计了工况识别与切换控制策略。对工况识别与切换控制策略通过使用有限状态机理论,结合Stateflow进行了建模。通过仿真,验证控制模型正确性。最后将控制策略进行编程,在发动机台架上进行实验验证。从汽车的运行条件和柴油机热功转换关系出发分别分析柴油机动力性需求与燃料燃烧过程。提出了基于需求转矩的高压共轨柴油机喷油量的控制,从而实现外部动力需求到发动机喷油量的转换。分析了需求转矩、摩擦转矩、高压油泵损失转矩、指示转矩、转矩油量转换系数的确定方法,并制取了相关MAP。设计了常规工况喷油量、喷射时刻控制策略,从而确定喷射油量、喷油次数和喷射时刻,实现喷油。将控制策略代码化,在发动机台架上进行了实验研究。发动机能够实现在常规工况下稳定运行。通过综合调整目标轨压、喷油时刻与转矩-油量转化MAP,对相关控制参数进行进一步优化,发动机能够根据操作者意图实现目标需求转矩(有效转矩)的输出。常规工况轨压控制方法采用基于参数自整定PID控制算法,并设置前馈控制量,提高系统响应性和抗干扰性。通过标定轨压PID控制的相关控制参数,监测轨压与目标轨压偏差不超过5%且有较好响应性,实现常规工况下对轨压的控制。
【关键词】：高压共轨 直喷柴油机 喷油量 控制策略
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 引言11-12
• 1.2 柴油机电控燃油喷射系统各阶段发展特点12-15
• 1.2.1 位置控制式燃油喷射系统13
• 1.2.2 时间控制式燃油喷射系统13-14
• 1.2.3 压力时间式燃油喷射系统14-15
• 1.3 高压共轨燃油供给系统简介15-17
• 1.4 国内外高压共轨系统研究现状与发展趋势17-22
• 1.4.1 国外高压共轨喷射系统发展现状17-19
• 1.4.2 国内高压共轨喷射系统发展现状19-21
• 1.4.3 高压共轨喷射系统发展趋势21-22
• 1.5 本文的主要研究内容22-25
• 第2章 实验台架及开发平台介绍25-37
• 2.1 高压共轨柴油发动机台架介绍25-26
• 2.2 电控开发平台简介及软件结构设计26-31
• 2.2.1 电控开发平台硬件简介26-28
• 2.2.2 基于HT5开发平台软件结构设计28-31
• 2.3 开发环境与调试工具简介31-33
• 2.3.1 开发环境31
• 2.3.2 BDM调试31-33
• 2.4 监控标定系统简介33-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第3章 工况识别与切换控制策略开发与试验37-47
• 3.1 各工况状态及判定条件38
• 3.2 转换关系及控制流程38-40
• 3.3 建模及仿真结果分析40-43
• 3.4 实验验证43-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第4章 常规工况控制策略开发及试验47-65
• 4.1 基于需求转矩的喷油量控制原理47-49
• 4.1.1 需求转矩的确定47-48
• 4.1.2 基础喷油量的确定48-49
• 4.2 常规工况喷射油量及喷射方式控制方法49-58
• 4.2.1 喷射油量控制49-54
• 4.2.2 喷射方式控制54-56
• 4.2.3 常规工况喷油控制实验验证56-58
• 4.3 常规工况轨压控制58-64
• 4.3.1 控制理论基础59-60
• 4.3.2 轨压控制策略60-63
• 4.3.3 轨压控制实验验证63-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第5章 全文总结与展望65-67
• 5.1 全文总结65-66
• 5.2 工作展望66-67
• 参考文献67-73
• 作者简介及科研成果73-75
• 致谢75

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本文编号：1112000