混合动力柴油机起动过程扭矩匹配策略研究.pdf

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1、第1期2015年2月内燃机InternalCombustionEnginesNo．1Feb．2015混合动力柴油机起动过程扭矩匹配策略研究李铁栓，张文学，张幽彤，郑浩栋(北京理工大学清洁车辆实验室，北京100081)摘要：分析了柴电混合动力系统运行状态、控制系统特征及其对柴油机电控系统的需求，提出了以转矩为最主要的控制变量建立扭矩启动管理策略，根据总需求转矩和柴油机稳态效率MAP图确定逻辑控制关系以及柴油机和电动机的目标转矩，建立状态自适应启动扭矩逻辑，随系统模式需求和系统状态参量变化改变柴油机起燃转速和起喷油量，达到保证启动动力特性，减少排放和油耗的目的。关键词：柴

2、电混合动力；共轨柴油机；启动；扭矩控制中图分类号：U467文献标识码：A文章编号：1000—6494(2015)01—0042—05ResearchonTorqueManagementStrategyinHybridStartProcessUTieshuan，ZHANGWenxue，ZHANGYoutong，ZHENGHaodong(LowEmissionVehicleResearchLaboratory，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081)Abstract：Basedontheanalysisofthediesel—

3、electrichybridsystemrequirements，thepapershowsamethodtocontrolstartprocessofhybridsystem，bytheresearchonthetorquecontrolstrategyandcoordinatedcontroloftheengine．TorquemanagementstrategyUSeStorqueasthemajorcontrolparameter，designsthecontrollogicbytherelationshipbetweenthetorqueandenginee

4、fficiencyMAP．Inthestartprocess，thetorquelogicdecidesthedieselenginetargetspeedtofireandfuelmasstofitthesystemrequirements，tooptimizethestartdynamiccharacteristicsinordertoreduceemissionsandfuelconsumption．Keywords：hybridelectricvehicles；commonraildiesel；start；torquecontrol0前言柴电混合动力系统在启动

5、过程中和频繁工况切换过程中，柴油机需要在不同的状态下进行启动和加速。由于柴电混合动力系统的特点，相对传统柴油机，启动过程更迅速，启动到达的目标点转速更高，这就要求整车控制系统和柴油机控制系统两方面都有专门的启动控制策略，并能够较好地匹配。从控制目标需求角度讲，柴油机作为系统中传统动力源，其启动过程对系统中的各个子系统都提出了要求：a．在启动过程中，电机作为最初过程启动的动力存在，将柴油机拖动到一定转速下点火。柴油机完全作为机械负载存在，要求电机能够提供较大的扭矩，能够将柴油机在较短时间内拖动至l』目标转速。作者简介：李铁栓(1957一)，男，实验师，研究方向为内燃机测

6、试技术。收稿日期：2014—08—11b．对整车协调控制，要求能够在电机拖动阶段给电机分配足够高的扭矩值，在柴油机启燃稳定后，快速减少电机扭矩输出，对柴油机到达启动控制转速后，进入转速控制，分配电机进行能量回收和能量补偿。C．对于柴油机本体，由于启动过程中转速低，燃烧室内温度较低，雾化效果变差，易造成积碳，燃烧不充分等问题，排放中HC和颗粒含量上升。同时，柴油机在低速下稳定性差，闭环控制波动大，容易出现失速等现象。d．对排放和后处理系统来说，启动过程中燃烧反应不理想，HC和颗粒的排放量均较高，同时温度较低，很难达到后处理系统反应温度。除了添加特殊启动后处理装置外，更要

7、求启动过程柴油机原机排放进一步降低”'21。1启动过程需求分析混合动力柴油机的启动过程与传统柴油机有第1期李铁栓，等：混合动力柴油机起动过程扭矩匹配策略研究着本质的不同。传统电控高压共轨柴油机启动过程中，怠速转速通常作为启动终点。北京理工大学王宏荣博士将电控共轨柴油机启动过程分4个阶段来控制。在启动初期I，启动电机将柴油机拖转到一定的转速，此阶段转速小于‰或轨压小于最小喷射压力(P。)，不喷油，只进行判缸和建立轨压，避免因喷射压力不够、雾化不良而引起的非正常燃烧，共轨压力采用开环控制，ECU给调压阀一个最大的控制脉宽，迅速建立轨压。第Ⅱ阶段为启动加速