船用共轨柴油机控制策略的硬件在环验证.pdf

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1、第31卷第5期2010年10月内燃机工程ChineseInternalCombustionEngineEngineeringV01．31No．5October．2010文章编号：1000--0925(2010)05--0074--04船用共轨柴油机控制策略的硬件在环验证周加东，欧阳光耀，欧大生，吴欣颖，王明鹤(海军工程大学船舶与动力学院，武汉430033)Hardware-in’-the。-LoopValidationofControlStrategyofCommonRailDirect；njectionMarineDieselEngine310103ZHOUJia’don

2、g，OUYANGGuang-yao，OUDa·sheng，WUXin—ying，WANGMing-he(CollegeofNavalArchitectureandPower，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Acontrol—orientedcylinder—by—cylinderenginemodel(ECEM)ofcommonraildirectiniec—tionmarinedieselenginewasestablishedandahardware—in—the-loop(HIL)simu

3、lationvalidationplatformofcontrolsystemstrategiesbasedonNIcompanysoftwareandhardwarewasbuiltup．Resultsshowthatthemax．cylinderpressureoftWO—stageinjectionschemeisabout10％lessandthepeakheatreleaserateis32％le$sthansingle-injectionrespectivelyunderthesameoperationconditionsandfueldelivery．Abov

4、eresultsareconsistentwiththedatameasuredinactualenginetest，whichdemonstratesthevalidationsystemaccurate．0概述摘要：建立了船用共轨直喷柴油机面向控制的各缸发动机模型，构建了基于NI公司软硬件产品的电控系统控制策略硬件在环仿真验证平台。由该平台验证得到：在相同工况与喷油量条件下，主、预喷喷射控制情况的缸内最高燃烧压力比单次喷射控制约低10％、燃烧放热率峰值约低32％，与实机测试数据相吻合，验证结果表明了系统的准确性。关键词：内燃机；船用柴油机；共轨直喷；硬件在环；控制策略K

5、eywords：ICengine；marinedieselengine；commonraildirectinjection；hardware—in—the—loop(HIL)：controlstrategy中图分类号：TK421文献标识码：A共轨燃油喷射系统柔性控制能力强，可灵活实现系统喷射压力、喷油定时、喷油量和喷油规律的独立自由控制，能够满足船用柴油机不断增长的动力性、经济性以及排放等方面的要求，是当前船用柴油机燃油系统的发展方向。作为共轨系统的核心部分，控制单元的控制策略，决定了整台柴油机的性能能否充分发挥，是共轨系统与柴油机能否优化匹配的关键，其安全性与最优适配性则

6、是当前研究的核心[¨。硬件在环仿真技术为控制策略的研究与验证提供了便捷的平台，用实时仿真模型来描述船用共轨柴油机及其工作环境，与已经下载了控制策略代码的控制单元组成硬件在环系统。按照标准测试循环，进行相关策略验证，可以大幅度缩短系统研发周期，规避研发风险。本文立足于试验室研究条件，构建硬件在环仿真验证平台，对控制单元的核心控制策略进行验证￡2]。1电控单元控制策略在船用高压共轨燃油喷射系统中，高压泵向共轨腔提供高压燃油，而喷油量和喷油定时则由喷油器内部的高速电磁阀控制。燃油喷射系统控制单元收稿日期：2010-05-24基金项目：“十一五”国防预研资助项目(40lOl0301

7、0401)；湖北省自然科学基金(2009cbb312)作者简介：周加东(1979--)，男，博士生，主要研究方向为柴油机电子控制技术，E-mail：zzdongjia@163．con。2010年第5期内燃机工程·75·(ECU)根据操作者的命令和发动机所处工况，通过控制共轨腔压力及电磁阀的动作时间来实现喷油始点、喷油终点、喷油持续时间以及喷油次数的控制，从而实现对系统喷射压力、喷油定时、喷油量和喷油规律的精确调节和灵活控制。图1为典型船用共轨系统ECU控制策略的逻辑结构，划分为工况判断、喷油量控制、喷油率控制、共轨