高压共轨柴油机轨压双闭环控制策略研究

为了改善共轨压力控制的精度和稳定,通过Matlab/Simulink完成高压共轨压力控制策略的建模和优化。针对执行器扰动带来的精度下降问题,设计了基于轨压和燃油计量阀驱动电流信号的两级闭环控制算法;针对闭环系统的时滞性,融合了前馈控制与反馈控制,提高了轨压控制精度与瞬态响应。最后在油泵台架与发动机台架上验证了该控制策略。试验结果表明,该策略的轨压稳态偏差在±0.5MPa以内,瞬态偏差在±(2~5)MPa以内,满足车用柴油机的轨压控制需求。     

高压共轨燃油系统轨压控制策略研究

建立了高压共轨燃油系统的物理模型,理论分析得出高压共轨燃油系统内轨压的主要影响因素是发动机转速、喷油量及当前油轨压力。以这3个因素为自变要素,采用查表的方法建立了前馈控制逻辑;以泵油量作为PID反馈修正自变量,改进了PID反馈控制,形成柴油机高压共轨轨压控制的策略,并进行了试验验证。研究结果表明:采用改进的闭环控制方法,降低了稳态轨压的波动,在油泵转速950 r/min,最大循环喷油量230 mg的工况下,目标轨压为160 MPa时,轨压波动由±3 MPa左右减小到±0.3 MPa左右;动态控制时超调量减小了约5 MPa,稳定时间也缩短约0.05 s。     

高压共轨柴油机共轨压力阶跃响应控制策略研究

基于自主研发的高压共轨柴油机电控系统和轨压控制模型,研究发动机在动态工况下目标共轨压力阶跃响应时的设定值控制策略。引入轨压变化率和变化梯度来跟踪控制MAP查询得到的目标轨压的变化及变化趋势,在目标压力值有阶跃响应时,不直接应用MAP查询得到的值作为目标控制值,而是采用步长逐步增大,多步逐渐逼近MAP查询得到的目标轨压值的控制方式,并在发动机台架上进行了测试验证。测试结果表明:该方法可有效滤除因抖动或外界扰动引起的目标值突变,减少轨压控制超调量,并加快达到稳定目标轨压,改善发动机动态工况下的轨压控制响应性和稳定性。     

积分分离PID算法在共轨压力控制中的应用研究

基于新型高压共轨柴油机对瞬态轨压控制性能提出更高要求,而传统PID控制算法存在标定困难、超调量大、响应及稳定时间长的问题,提出了一种积分分离PID控制算法。试验验证表明:该算法有效改善了传统PID在起动、结束或轨压大幅度变化时响应时间长、系统超调量大、标定困难的问题,提高了系统的安全性。目前该算法已应用于某国产柴油机产品样机的ECU中。     

基于多级闭环的柴油机轨压控制策略的研究

提出了基于多级闭环的轨压控制策略,从多角度来提高轿车柴油机轨压控制精度。首先,设计了基于实际轨压和驱动电流的油量控制阀的多级闭环控制算法,解决了油量控制阀的电流精度问题,提高了轨压的控制精度;在此基础上设计了油量控制阀的瞬态预控制和闭环初始电流自学习算法模型,能有效提高轨压的瞬态响应;最后在发动机台架验证了该控制策略。研究结果表明:该控制策略在全工况下都具有很高的控制精度,轨压稳态偏差在±0.5MPa以内,瞬态偏差在±5 MPa以内,满足轿车柴油机更高轨压控制精度的要求。     

基于轨压传感器的柴油机轨压控制策略研究

进行了轨压控制策略模型设计优化及验证,通过高压共轨柴油机整机进行了轨压传感器应用情况分析。依据启动状态轨压试验、加载轨压阶跃试验、高轨压状态试验的数据曲线,完成了基于轨压传感器的高压共轨柴油机轨压控制策略研究及验证。     

基于线性主动抗扰的共轨柴油机轨压控制器设计及验证

提出了一种基于动态前馈、静态前馈和观测反馈的高压共轨柴油机轨压控制器。该轨压控制器采用了基于物理模型的轨压动态前馈控制、基于查表法的静态前馈控制及基于线性主动抗扰控制器的轨压观测反馈控制。利用ETAS公司ASCET软件实现了该轨压控制器,在与自主高压共轨柴油机控制器(ECU)进行集成后,开展了柴油机台架试验验证。试验结果表明:采用该轨压控制器,降低了轨压动态控制时的超调量,缩短了轨压稳定时间,提高了轨压控制精度和动态响应性能,轨压稳态偏差在±1.0MPa以内,轨压瞬态偏差在±2.0MPa以内。     

基于瞬态轨压下喷孔流量变化的控制策略

针对高压共轨电磁式喷油器喷孔变大或其它原因导致喷油量变大的问题,提出喷孔流量变动的在线诊断方法。通过对高压共轨燃油系统轨压变化基本原理,试验研究了转速、喷油提前角对瞬态轨压压降变化的影响,结果表明,转速和喷油提前角变化对高压共轨中瞬态轨压压降的影响属于正常范围。通过加电时间修正喷油脉宽,使理论喷油量和实际喷油量相符,研究了瞬态轨压的变化规律,并提出一套基于瞬态轨压来识别喷油器磨损的控制策略,通过轨压压降识别喷油器流量的变化。     

共轨柴油机控制策略研究

在高压共轨系统开发完成并实现与柴油机的初步匹配后 ,在共轨柴油机上基于自主开发的 3 2位ECU进行了控制策略的深入研究 ;深入分析了高压共轨柴油机在正常运行工况、起动工况、加速工况和汽车下坡工况下的喷油控制策略以及轨压控制策略 ,并通过试验验证。为解决低速全油门扭矩和自由加速烟度的矛盾 ,提出了加速工况的“柔性油门”。匹配后的EQB2 3 1共轨柴油机性能和油耗优于原机 ,排放达到欧 2标准。     

高压共轨柴油机轨压复合控制策略的研究

通过对高压共轨柴油机轨压控制的需求分析,设计了一种串级控制和开环控制自动切换的复合控制策略,串级控制的主控制器采用可变PID的控制方式,具备了柔性控制的特征。利用ETAS公司的ASCET软件平台开发实现了轨压控制策略,借助该公司的ES1000硬件、INTECRIO软件,在以飞思卡尔的MC33886为高压泵电磁阀主驱动芯片的自制驱动电路基础上进行了台架试验。研究结果表明:该轨压控制策略能够满足控制需求,轨压响应快速、准确,解决了轨压控制随发动机工况的变化而改变的柔性问题。     

高压共轨柴油机油轨压力控制研究综述

基于喷射压力对燃烧、排放、噪音的影响,说明油轨压力精准控制的重要性。通过分析不同的轨压调节方式,指出其优缺点。针对不同的闭环反馈参数,对比不同控制回路反馈参数对轨压控制精度的影响。从控制算法出发,讨论了不同算法对轨压控制的精度和响应速度。基于共轨系统模型分析,介绍了不同的共轨系统建模思想和相应的模型运用对象。根据轨压采样原理,阐述了不同滤波方法对轨压偏差的影响。最后对柴油机油轨压力控制的研究进行了总结与展望。     

高压共轨燃油系统共轨压力控制技术研究

介绍了一种新型共轨用高压泵的结构、工作原理以及燃油计量特性,探讨了该高压泵基于进油量调节共轨压力控制方法。通过多方案比较,对控制方法进一步优化。试验结果表明：控制方法取得了良好的控制效用。     

轨压对高压共轨发动机性能影响的仿真与试验

以某4102柴油机为样机,采用试验与模拟相结合方式研究了不同轨压对高压共轨发动机性能影响。研究表明,增大轨压,会使得放热速率的峰值增加,燃烧持续期缩短,缸内平均燃烧压力和平均燃烧温度增加,有利于改善燃油经济性,但会造成工作粗暴、振动和噪声加大、NOx排放增加,且NOx的生成受燃烧前期的影响较大,碳烟排放降低。     

轨压对高压共轨发动机性能影响的仿真与试验

以某4102柴油机为样机,采用试验与模拟相结合方式研究了不同轨压对高压共轨发动机性能影响。研究表明,增大轨压,会使得放热速率的峰值增加,燃烧持续期缩短,缸内平均燃烧压力和平均燃烧温度增加,有利于改善燃油经济性,但会造成工作粗暴、振动和噪声加大、NOx排放增加,且NOx的生成受燃烧前期的影响较大,碳烟排放降低。     

高压共轨柴油机标定优化研究

针对自主开发的高压共轨电控柴油机,以经济性作为优化目标,以排放物的量值低于排放法规所限定的量值为约束条件,利用离线稳态优化标定方法,对控制参数如轨压、喷油提前角等的MAP进行了优化标定;研究了轨压、喷油提前角等参数对燃油消耗率和NOx排放的影响。研究结果表明:经控制参数优化,在全工况下,该高压共轨柴油机的燃油消耗率下降约为6%。     

高压共轨技术发展的思考

柴油机高压共轨电控燃油喷射技术,是现代柴油机进行性能改进的关键技术措施之一。随着燃烧理论的进步,对喷油率形状及喷射压力有了更高的要求,即喷油率可调、多次喷射及超高喷射压力。常规高压共轨系统的喷油率形状近似于矩形,而且只能通过喷射压力调节矩形的高度,无法改变其形状。同时国内尚没研制出可以实现超高压喷射的压力源。本文结合国内外共轨电喷技术的发展特点,提出了双压共轨系统这一结构型式。双压共轨系统主要适用于非道路用大功率柴油机,该系统在单次喷射中能够提供两级压力-基压和高压,基压能够满足柴油机部分负荷的喷油需要,高压能够满足全负荷的需要。高低压的转换及组合通过喷油器电磁阀及增压器电磁阀配合完成。通过高低压的组合能够实现喷油规律的变化。     

共轨油压对高压共轨柴油机起动特性影响

建立了高压共轨试验测控系统,确定了高压共轨柴油机起动特性评价指标,通过试验研究了不同共轨油压对高压共轨柴油机起动特性的影响.结果表明:在其它控制参数不变的前提下,柴油机起动过程的轨压是一个变化的过程,随着共轨油压的变化存在一个轨压值使起动性能最佳,过大或者过小的共轨油压都会使起动时间增加,HC排放增多.     

高压共轨系统水击压力波动现象试验

柴油机高压共轨喷油系统中的水击压力波动对多次喷射的精确控制至关重要.使用电磁式共轨多次喷射装置,进行了水击压力波传播现象的试验研究.得出了单次、多次喷射条件下,喷射过程中及喷射结束后共轨和喷油器入口的压力时间曲线和喷油率曲线.研究了共轨系统水击现象产生的机理;解释了系统控制参数,亦即压力和喷油脉宽与水击压力波动的频率和振幅的关系;总结了水击压力波动对同一喷油器多次喷射和喷油器之间的顺序喷射的影响.