GDI發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)與怠速的控制設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、良好的起動(dòng)和怠速性能是保證缸內(nèi)直噴(GDI)發(fā)動(dòng)機(jī)后續(xù)運(yùn)行的先決條件，因此，起動(dòng)和怠速的控制是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制的基礎(chǔ)，不僅要滿足低排放和低油耗的要求，而且要滿足用戶對(duì)平穩(wěn)性和可靠性，特別是起動(dòng)響應(yīng)性的需求。然而，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和怠速時(shí)的工作條件復(fù)雜多變，控制難度大，因此，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)及怠速控制策略的研究具有重要的意義。
　　本文基于前期開發(fā)的試驗(yàn)用GDI發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)硬件系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了起動(dòng)和怠速控制策略，并且在一臺(tái)1.

2、8TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行了臺(tái)架控制試驗(yàn)。為了確保起動(dòng)和怠速控制時(shí)ECU所有的輸入信號(hào)正確、合理，對(duì)相關(guān)的傳感器故障診斷策略進(jìn)行了研究。本文主要內(nèi)容如下:
　　(1)研究了與GDI發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和怠速控制相關(guān)的傳感器故障診斷策略，涉及冷卻液溫度傳感器、燃油壓力傳感器、電子節(jié)氣門位置傳感器、曲軸和凸輪軸位置傳感器。診斷形式包含極限值診斷和合理性診斷，根據(jù)診斷結(jié)果和評(píng)判原則，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的故障模式保護(hù)策略。通過(guò)將帶有故障的傳感器信號(hào)輸入到發(fā)動(dòng)機(jī)

3、電控單元，觀測(cè)傳感器和相應(yīng)執(zhí)行器的信號(hào)波形，驗(yàn)證了傳感器故障保護(hù)策略。
　　(2)將GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)工況劃分成電機(jī)拖動(dòng)、著火起動(dòng)、起動(dòng)后階段，設(shè)計(jì)了各階段的控制策略。在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架進(jìn)行了控制實(shí)驗(yàn)，研究了相同點(diǎn)火提前角、不同噴油時(shí)刻和相同噴油時(shí)刻、不同點(diǎn)火提前角的起動(dòng)性能，結(jié)果表明，噴油時(shí)刻為60°BTDC和點(diǎn)火提前角為19°BTDC時(shí)起動(dòng)最快。
　　(3)設(shè)計(jì)了電子節(jié)氣門控制策略。采用分段PID閉環(huán)控制節(jié)氣門開度，當(dāng)實(shí)際開度

4、與目標(biāo)開度偏差值小于±0.4％時(shí)，通過(guò)保持力矩穩(wěn)定節(jié)氣門開度。控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，節(jié)氣門在小開度時(shí)可快速穩(wěn)定在目標(biāo)開度附近，即偏差值在±0.4％范圍內(nèi)。
　　(4)將怠速工況分為暖機(jī)開環(huán)控制階段和怠速閉環(huán)控制階段，設(shè)計(jì)了GDI發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況控制策略。暖機(jī)階段的節(jié)氣門開度根據(jù)冷卻液溫度來(lái)調(diào)節(jié)，怠速控制的轉(zhuǎn)速偏差由增量式PID控制器計(jì)算，確定目標(biāo)節(jié)氣門開度增量，使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在目標(biāo)轉(zhuǎn)速附近。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，整定PID參數(shù)后，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)怠速