高压共轨柴油机控制策略研究

发布时间：2017-04-27 13:02

  本文关键词：高压共轨柴油机控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 面对日益严峻的世界能源短缺和更高要求排放法规的出台,使得柴油机朝着低污染、低油耗和高比功率的方向发展是当务之急;随着微处理器和电子控制技术的飞速发展,电控系统使得柴油机的定质、定量、定时成为可能。由于电控系统对柴油机工况的实时监测,便可根据每个工况的变化计算出实际需要的油量、压力和正时来改善燃烧,使柴油机具有良好的动力性、经济性和排放性。作为20世纪末内燃机行业的三大突破进展之一的高压共轨电控柴油机,由于其理想的喷油规律,目前其电控系统已成为研究热点;与此同时,由于汽车要朝着节能、舒适和安全的方向发展,这又给汽车添加了更多的控制器,这给发动机动力分配的可扩展性又带来了挑战。在这种背景下,开发模式和控制算法便成了电控ECU开发的主要瓶颈。 为了打破这种ECU的开发困局,在柴油机高压共轨电控ECU项目中引入嵌入式系统目前主流的V开发模式,并在此平台上,以基于扭矩的控制算法取代了旧有的基于油量的控制算法。 本文首先对基于V模式开发的软硬件平台进行分析、研究,进而在Simulink-dSPACE平台的基础上完成了对SIL、RCP、HIL等一系列开发、测试平台的构建。其次,在此平台上,对基于扭矩的控制策略进行了分析、建模仿真,尤其是对怠速工况进行了详细深入的研究,完成了基于扭矩算法的怠速控制Simulink模型。然后,结合基于扭矩的怠速控制Simulink模型就代码自动生成技术进行了深入的研究,完成了电控系统代码的自动生成与集成。最后,深入研究了高压共轨ECU的标定技术,借助于CANape完成了电控ECU怠速工况的标定,并结合时下先进的自动标定技术进行了探讨和研究。 本文在对V模式软硬件开发平台深入研究的基础上,首次完整地构建出了基于Simulink-dSPACE平台的SIL、RCP、HIL等一系列开发、测试平台;首创性的建立了基于扭矩算法的高压共轨柴油机怠速工况的控制算法Simulink模型;创造性地结合多段喷射、各缸均衡和PID控制等多种控制策略,解决了怠速不稳的问题;针对喷油和喷油器固有特性等引起的轨压波动的问题,本课题提出了预控制与PID控制相结合的控制策略,成功消除了轨压的波动。这一系列平台的构建,为基于V模式的平台开发提供了完整的思路和高效的平台;该控制算法模型可以作为后续开发的基础和依据;这些经过仿真和实验验证成功、可行的控制策略对于共轨系统的开发具有可借鉴的意义。
【关键词】：高压共轨柴油机 V模式 ECU 基于扭矩的控制策略 自动代码生成 自动标定
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK427
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目录9-11
• 符号说明11-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 课题背景12-13
• 1.2 汽车发动机ECU 开发所面临的问题及其出路13-17
• 1.2.1 ECU 开发所面临的问题13-15
• 1.2.2 ECU 开发的出路15-17
• 1.3 国内外发展现状17-25
• 1.3.1 国外发展状况17-23
• 1.3.2 国内研究情况23-25
• 1.4 本文工作25-26
• 第二章 基于V 模式的软硬件平台研究26-36
• 2.1 V 模式的定义26-29
• 2.1.1 V 模式开发流程及工具简介27-29
• 2.2 RCP，SIL 及HIL 测试平台的构建29-33
• 2.2.1 SIL（Software-in-the-Loop）—软件在环仿真29-30
• 2.2.2 RCP(Rapid Control Prototyping)—快速控制原型30-32
• 2.2.3 HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation)—半实物仿真32-33
• 2.3 国内应用实例33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第三章 基于扭矩的高压共轨控制策略36-77
• 3.1 高压共轨电控系统控制方案设计38-44
• 3.1.1 基于扭矩的控制系统控制逻辑38-39
• 3.1.2 发动机运行状态设别39-41
• 3.1.3 轨压控制算法分析及建模41-43
• 3.1.4 扭矩控制算法结构分析及建模43-44
• 3.2 基于扭矩的怠速控制44-76
• 3.2.1 怠速控制任务和控制策略45-46
• 3.2.2 目标怠速计算46-48
• 3.2.3 怠速控制运行条件48-49
• 3.2.4 怠速扭矩PID 控制器49-63
• 3.2.5 扭矩油量转化63-64
• 3.2.6 喷油量控制64-66
• 3.2.7 喷油正时控制66-73
• 3.2.8 怠速目标转速控制试验结果73-76
• 3.3 本章小结76-77
• 第四章 目标代码生成及集成77-88
• 4.1 目标ECU 介绍77-81
• 4.2 ECU 软件架构81-86
• 4.2.1 OSEK/VDX 规范81-82
• 4.2.2 实时操作系统82
• 4.2.3 应用层软件82-84
• 4.2.4 软件代码自动生成84-86
• 4.3 代码集成与编译86-87
• 4.4 本章小结87-88
• 第五章 电控系统的标定与测试88-103
• 5.1 标定/匹配的常用方法88-89
• 5.1.1 人工标定88
• 5.1.2 自动标定技术88-89
• 5.2 高压共轨柴油机控制系统的标定过程89-93
• 5.2.1 台架实验89-91
• 5.2.2 实车匹配/标定91-93
• 5.3 标定/匹配实验台架及工具简介93-100
• 5.3.1 标定/匹配实验台架简介93-94
• 5.3.2 标定/匹配工具软件介绍94-100
• 5.4 怠速的标定100-102
• 5.4.1 目标转速模块控制原理及标定/匹配100-102
• 5.5 本章小结102-103
• 第六章 总结与展望103-105
• 6.1 课题研究总结103-104
• 6.2 展望104-105
• 参考文献105-109
• 攻读硕士期间发表论文及专利109-110
• 致谢110-112

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吴长水;龚元明;;实时多任务控制软件可靠性设计及测试[J];车用发动机;2012年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 王程勇;RT-FLEX60C共轨燃油系统喷油性能仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

2 张云;喷油特性对柴油机经济及排放性能影响的研究[D];南京林业大学;2012年

3 吴庆林;柴油机高压共轨系统喷油量的控制方法研究[D];重庆理工大学;2012年

  本文关键词：高压共轨柴油机控制策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：330638