車用高壓共軌柴油機燃油系統(tǒng)控制及故障監(jiān)控策略研究.pdf

1、電控高壓共軌柴油機作為節(jié)能環(huán)保發(fā)動機,在節(jié)能與環(huán)保意識日益增強的今天,已成為車用發(fā)動機的一種必然選型。其噴油控制與故障監(jiān)控策略的研究,對提高燃油噴射控制精度、實現(xiàn)節(jié)能減排目標、提高發(fā)動機運行穩(wěn)定性與可靠性以及優(yōu)化發(fā)動機整體性能具有重要的現(xiàn)實意義。本文以國家863項目“新一代轎車用節(jié)能環(huán)保高效內(nèi)燃機研發(fā)”和國家科技支撐計劃項目“清潔節(jié)能乘用車柴油動力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”等科研項目為依托,在廣泛查閱相關(guān)文獻以及借鑒國外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上

2、,對高壓共軌柴油機燃油系統(tǒng)控制與故障監(jiān)控策略進行了系統(tǒng)深入地研究。
　　 主要工作與創(chuàng)新點包括:
　　 (1)在詳細論證和分析高壓共軌柴油機上傳感器與執(zhí)行器特性的基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于新一代90納米32位PowerPC5600系列MPC5634微控制器為核心的電控系統(tǒng)硬件平臺；建立了基于組件分層模型的軟件體系結(jié)構(gòu),詳細論述了各層功能及相互關(guān)系。為控制策略實現(xiàn)建立了良好的軟硬件平臺。
　　 (2)采用一種新的長齒與短齒

3、相結(jié)合的4+4齒盤形狀凸輪軸,利用模式匹配方法快速實現(xiàn)位置同步,當凸輪軸或曲軸發(fā)生故障時,分別采用測試噴射與模式識別方法完成“跛行回家”控制下的位置同步；使用置信區(qū)間預(yù)估方法對曲軸和凸輪軸信號進行了動態(tài)正確性檢測；對不同工況下柴油機轉(zhuǎn)速計算策略進行了討論。提出的模式匹配方法可在180度曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)快速實現(xiàn)位置同步。
　　 (3)提出了基于遺傳算法的非線性 PID共軌壓力控制新方法,增加了積分分離與軌壓預(yù)控制技術(shù),給出了共軌壓力在不

4、同柴油機工況下的控制策略和實現(xiàn)方法。實現(xiàn)了在不同工況下對不同共軌壓力變化的最佳控制,使軌壓的控制偏差在1.5％以內(nèi)。
　　 (4)提出了基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩計算噴射油量的新方法；建立了基于6次噴射的噴射協(xié)調(diào)控制模型；對各次噴射的噴射時長與噴射提前角,采用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標定再加環(huán)境因素修正的計算策略；利用自行設(shè)計的通用標定軟件對控制策略中的脈譜數(shù)據(jù)進行了標定。
　　 (5)針對發(fā)動機故障監(jiān)控提出了基于分層模式的新思路,討論了各層監(jiān)控的

5、內(nèi)容,針對每層中的典型故障,給出了監(jiān)控策略和具體實現(xiàn)方法,建立了完善的發(fā)動機故障監(jiān)控體系。
　　 (6)對診斷出的故障在故障管理系統(tǒng)下集中管理；引入故障去抖與自愈概念,論述了基于時間與事件的去抖和自愈策略；引入函數(shù)標識碼概念,采用建立故障禁止列表、函數(shù)標識碼沖突列表與動態(tài)優(yōu)先級列表的方法,實現(xiàn)了發(fā)動機故障下的跛行控制；為了能與車用故障診斷議進行數(shù)據(jù)交換,按照 OBD排放法規(guī)的相關(guān)標準,設(shè)計了故障信息的存貯與讀取方法。