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《缸内直喷天然气发动机时序控制策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、缸内直喷天然气发动机时序控制策略研究摘要：针对缸内直喷天然气发动机，在研究发动机电控单元(ECU)软件与发动机运转同步策略的基础上，设计开发了“零整结合”式的高精度点火与喷射时序控制策略。仿真和台架试验表明：控制策略和设计方案可行，发动机运转平稳可靠，口燃气缸内直喷较进气道喷射有较大的性能提升。关键词：天然气发动机；缸内直喷；时序控制中图分类号：U464.3文献标文献标志码：A文献标DOI:10.3969/j.issn.2095-1469.2011.01.008ResearchofTimingControlStrategyf
2、orDirectInjectionNaturalGasEnginesZouBowen,LiJingbo,GeXiaocheng,LiuJungang,WangGuohua(ChinaNatiormlNGVEngineeringResearchCenter,ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstitute,Chongqing400039,China)Abstract：Basedontheresearchofsynchronizationstrategyforelectroniccontro
3、lunit(ECU)softwareandenginerunning,anewcontrolstrategycalled"combinetionofremnantandintegration”wasdesignedfordirectinjection(DI)naturalgasengines.Thestrategywasvalidatedbysimulationandbenchexperiments.Theresultsshowthatthedesignisfeasibleandenginerunningissmoothan
4、dreliable,furthermore,DTprovidesmuchbetterperformaneethanportinjection.Keywords:NGengine；directinjection；sequentialcontrol基本上采用缸外混合方式为发动机供给天然气，必然会造成发动机循环进气量减小,充气效率低［1］等问题。缸内直喷属第4代天然气发动机技术，也是未来燃气汽车动力系统的发展方向，其优势在于：能显著减小或消除气体燃料的充量效率下降；避免了扫气时的燃料损失；有利于抑制爆震，可采用较高压缩比；能通过燃
5、料喷射正时、喷射脉宽和点火提前角等参数的协同优化匹配，强化燃烧过程控制，优化整机综合性能。与进气道喷射方式相比，缸内直喷发动机的燃料喷射正时对整机性能和运转平稳性影响很大［2］,因此精确的喷射控制是直喷控制技术的关键环节之一。本文针对某型自然吸气4缸天然气发动机，制定了缸内顺序喷射和分组点火（1、4缸一组，2、3缸一组）时序控制策略，并开发出天然气缸内直喷多缸发动机ECU软件。仿真测试和台架实机验证结果表明:控制策略正确，方案切实、可行；发动机运转平稳、可靠，天然气缸内直喷性能明显优于进气道喷射。1总体控制方案木文対时序控制
6、的研究分为“软件正时同步”和“喷射与点火控制”两部分。其中，软件止时同步是实现喷射止时与喷射脉宽、点火线圈充电脉宽与点火正时的高精度控制的基础。总体上，曲轴位置中断程序的控制逻辑和算法是时序控制的核心与关键，也是发动机良好运转的保障。在软件正时同步策略中，采用凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器共同判断发动机运行位置。其中，曲轴位置传感器硬件设计为：目标齿盘有58个齿（即60-2齿），1、4缸活塞上止点在缺齿后第20齿的下降沿，传感器的中心线对应该位置。同时，霍尔式凸轮轴位置传感器目标轮为单齿,齿顶感应低电平，对应发动机第1缸的
7、压缩冲程。曲轴位置传感器最小分辨率为6 oCA,不能满足精确控制的耍求，为此，可采用硬件信号倍频或软件方式来处理。本文釆用“零整结合”的软件处理方式，以降低硬件设计成本和复杂度，并提高系统可靠性。开发过程中,釆用飞思卡尔高性能16位微控制器（MCU）——MC9S12DP512,该芯片为发动机电控专用，具有高精度输入捕捉和输出比较功能，运算速度高，能满足高精度实时控制的需求。时序控制的总体方案如图1所示。为合理调配MCU资源，转速计算和其它信号采集与参数运算等任务采用时间调度器在后台管理，时间调度器的逻辑由定时器实
8、时中断控制。2时序控制策略2.1软件正时同步策略ECU软件与发动机实际运行位置同步是整个时序控制的首耍环节，本文的正时同步分为曲轴位置同步（简称CPS同步）和凸轮轴位置同步（简称CAM同步）。CPS同步策略是：通过判断出缺齿位置实现软件中齿数计数值与发动机运转同步。由于发动机起动初期转速低
