高压共轨柴油机控制策略研究

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1、上海交通大学硕士学位论文高压共轨柴油机控制策略研究姓名：程文志申请学位级别：硕士专业：轮机工程指导教师：黄河20100101上海交通大学硕士学位论文摘要高压共轨柴油机控制策略研究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

2、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Simuli

3、nk-dSPACE平台的基础上完成了对SIL、RCP、HIL等一系列开发、-I-上海交通大学硕士学位论文摘要测试平台的构建。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。

4、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

5、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-II-上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTCONTROLSTRATEGYSTUDYFORTHEHIGHPRESSURECOMMONRAILDIESELABSTRACTInthefaceofanincreasinglyrigorousworldenergyshortagesandhigherrequirementsfortheemissionsre

6、gulations,itisnecessaryfordieseltobedevelopedwithlowerpollution,lowerfuelconsumptionandhighpowerperweigh.Furthermore,withthedevelopmentofmicrocontrollerandelectroniccontrolledtechnology,electroniccontrolsystemmakesthedieselenginequalitative,quantitative,timeispossi

7、ble,becausetheworkingparametersofdieselcanbemonitoredbyECUatanymomentandthenECUcouldprovideoptimalinjectiontimings,fuelinjectionquantityandinjectionpressurethroughcalculationofrunningprogram.Thus,itimprovesfuelcombustionindieselcylinderandkeepsthegoodperformanceofp

8、ower,economicandexhaustofdiesel.Electroniccontrolledhighpressurecommonrailisoneofthethreebreakthroughsofinternal-combustionengineindustryintheend