柴油机调速控制原理.ppt

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1、内燃机电子控制柴油机喷油控制原理本课程的结构柴油机电控电控使结构变得复杂，成本远高于机械控制系统。该技术的生命力取决于其带来的性能改善程度。柴油机的问题有：冷起动性能、NOx排放，PM排放、控制游车、怠速控制、全工况优化、涡轮增压控制等等。电控的处理方式针对各种工况处理相应的参数或附属装置：冷起动性能：增大喷油提前角、电热塞等等NOx排放：EGR、减小喷油提前角等PM排放：增大喷油压力（低速时）控制游车：采用稳定性较高的控制算法怠速控制：根据水温等条件搜寻经济点全工况优化：标定涡轮增压控制：根据发动机工况改变喷嘴环参数喷油控制柴油机电控当中最核心的内容是喷油控制，它又可分为两个控制内容：

2、喷油量控制和喷油时刻控制。前者是对发动机转速和负荷的响应，后者是为了满足经济性和排放法规进行的控制。电控喷油量控制逻辑结构喷油量控制的特点基本喷油量燃油限制油量调整综合处理基本喷油量根据工况查表确定全制式调速模式确定带故障运行模式怠速运行模式其他模式由工况判断模块对当前工况进行判定，然后选择相应的基本喷油量模式根据工况点查表模式实质上是由油门直接控制喷油量。即调负荷的方法。以车用机为例，在喷油量直接受控于油门时，发动机转速的大小是由操作员掌握的。由人的经验来决定油门的大小。工况查表模式燃油量是油门和发动机转速的函数函数形式以遍历性表格形式给出非标定工况点按照邻近标定工况的数据插值给出表格

3、数据采取试验方法标定得到表格中的数据可在一定条件下进行修改全制式调速模式油门直接控制转速。就是说，油门信号代表了目标转速信号，供油量的多少由调速控制算法决定，这种模式的好处在于速度稳定，易操作，但是操作员对发动机的负荷缺少直观把握。全制式调速模式工作区域相对于查表法具有可调整性油门踏板位置对应于目标转速控制信号具备累进式速度控制和通讯调节速度控制功能全制式调速特点由双PID或多PID控制器组成调速控制器对输入项采取滤波和微分处理采取同步控制对于输出量有超前滞后补偿具有多组增益设定值调速控制逻辑可重新设定具备稳态误差控制和加速误差控制功能带故障运行模式主要用于部分非重要的传感器或其他机构失

4、效的情况下，属于根据工况点查表模式一类，但是没有优化的修正值。怠速模式一种点工况，但是要根据具体的环境参数进行修正。喷油的两种主要模式油门踏板信号对发动机的动力参数提出要求。在一般机械式控制的发动机的工作中，油门踏板都是给出目标供油量，在电控柴油机的控制中，可以沿用这种控制方案，在此称为方案A。也可以设计另一种方案：油门踏板给出目标转速，在此称为方案B。一般来说，两种方案的区别仅限于喷油控制方面。举例说明A方案A方案A接受转速信号和目标供油量信号（油门踏板信号），当目标供油量信号发生变化时，输出工况判别结果dyn1，请求系统处于目标过渡模式，并清除当前的目标转速。当目标供油量信号不发生变

5、化时，判断转速是否稳定，如果转速稳定，则输出工况判别结果stable，将当前稳定转速设定为目标转速并输出，请求系统进入稳态工况。如果转速不稳定，则输出工况判别结果dyn2，请求系统处于动态调速模式。举例说明B方案B方案B接受转速信号和目标转速信号（油门踏板信号），通过比较实际转速与目标转速，判断系统处于稳态或动态，并将判别信号输出到工作模式编码模块进行处理。两者的区别方案A与方案B在工作模式上的区别在于：A将动态模式细分为目标过渡模式和动态调速模式两个子模式，B则未加以细化。工况判断从系统设计的柴油机工作模式来看，需要作出两个基本判断：发动机是否处于启动工况；发动机的转速是否稳定。启动工

6、况的判定根据输入的启动开关信号和实际转速信号来判断柴油机应处于启动工况还是常规工况：拧下点火钥匙（启动开关）发出启动信号，转速到一定值后启动信号关闭。稳态工况判断稳态工况判别模块接受转速信号n和目标转速信号no（油门踏板信号），通过比较实际转速与目标转速，判断系统处于稳态或动态。在目标转速已知的情况下，发动机转速稳定与否的判别需要定量化的判据。1、进入动态的判据稳态下转速是一个稳定在目标转速附近的值，它可能有波动，其波动范围取决于动态控制模块的稳态误差指标。所以一旦目标转速与实际转速之差超出了临界值ns（由实机试验确定），即进入动态工况。2、进入稳态的判据模拟的调速过程如图将转速误差对时

7、间的积累效应作为判别标准：修改判据：时，进入稳态油量调整基本上起着系统调速的功能：LSGHSGRSG调速控制全制式调速或两极式调速都基本上采用了PID控制方式。调速特点都是外部负荷发生突变，或者目标转速发生变化两种情况。电控系统所需要的转速一般而言的转速测量是对柴油机在一段时间内转过的角度进行平均。但是柴油机在调速过程中的时间一般为2~7秒，因此，长时间段内的平均转速定义不能用于柴油机控制。此外，每一循环内柴油机的转速也有变化，循环